Конструкция печи: конструкция. Разбираем устройство печей, изз каких основных элементов делают печи в общем смысле этого понятия.
конструкция. Разбираем устройство печей, изз каких основных элементов делают печи в общем смысле этого понятия.
Печь — довольно емкое определение: в него входят печь- каменка, голландка, буржуйка, шведка, русская печь… Что объединяет разные типы конструкции? Из каких основных элементов складывается устройство печи в общем смысле этого понятия.
На фото:
Печь-буржуйка довольно часто используется как альтернатива камину в лофт интерьерах.
Конструкция печи довольно проста: любая печь состоит их двух важнейших элементов топки (очага), где происходит горение, и дымохода.
Фальш-печь. Дизайнеры интерьеров умеют создавать не только фальш камины, но и печи-обманки. Пример на фото — кухонный гарнитур, стилизованный под кирпичную кладочную печь. Эффект достигается за счет вытяжки-колпака и декоративной облицовки «кирпичом».
На фото: интерьер кухни, фотограф Михаил Степанов.
Топка (топливник, топочная камера, камера горения)
Служит не только для сжигания топлива, но и участвует в процессе теплоотдачи. Размер топки часто напрямую связывают с габаритами печи: якобы чем больше печь, тем объемнее топка. Но это неверно. Обычно ширина топки соответствует размеру дверцы или делается немного больше — так удобнее укладывать дрова, чтобы они не раскатились к краям. Поправлять их руками или кочергой возможности нет, ведь температура в топке достигает 540°С. Поэтому специалисты рекомендуют делать топку шириной не более 510 мм, а глубиной не больше 450 мм (оптимальная 380 мм). Если камера слишком глубокая, к ее дальней части не поступает достаточно воздуха и процесс горения идет неравномерно. Это ведет к падению температуры, а следовательно, к ухудшению теплоотдачи. Важно: в расчет идет только внутреннее пространство самой топки, а не длина от устья печи.
На фото:
Примеры готовых топок для печей.
Топку печи выкладывают под определенный тип топлива. Именно он определяет высоту свода (хайла), конфигурацию основания (пода). Топить дровяную печь углем или торфом нельзя!
Дымоход печи
Он выполняет сразу несколько функций: вывод дыма на улицу, обеспечение тяги и организация теплообмена между дымовыми газами и «телом» печи. Он имеет теплообменную и выходную части.
Обычно дымоходом обыватели называют трубу на крыше дома. Однако на языке производителей печей, понятие дымоход включает в себя и ту трубу, которая выходит непосредственно из устройства.
На фото: модель BREVIERE от фабрики Cheminees Philippe.
Задача теплообменной части дымохода — сделать так, чтобы разогретые дымовые газы по пути к трубе контактировали с максимальной площадью кладки внутри печи. Это позволит стенкам «впитать» наибольшее количество тепла. Существует несколько способов увеличить тепловоспринимающую площадь. Один из них — устройство кирпичного мешка (колпака). Газы попадают в него через отверстие в своде топливника, задерживаются там, а затем выходят в дымовую трубу. Другой способ — создание системы газоходов. В «теле» печи организуется сложная система взаимосвязанных дымовых каналов. По ним проходят газы, прежде чем попасть в выходную часть дымохода или трубу. Такие каналы существуют и в кирпичных, и в готовых печах, выполненных на производстве (буржуйки, каменки).
Вторая часть — труба — не только выводит дым на улицу, но и служит для организации тяги. Каналы или колпаки в теплообменной части существенно замедляют прохождение воздушных потоков, поэтому к дымовой трубе предъявляются очень высокие требования. Ее правильный расчет требует инженерных знаний и опыта. Зато при грамотном устройстве дымохода КПД печи составит минимум 60%.
Связующие элементы
Они позволяют организовать поступление воздуха, необходимого для горения, и контролировать тягу.
Облицовка Внешнее оформление печи неотделимо от ее конструкции. Часто кирпич или чугун, из которого выполнена печь, является и ее облицовкой. Кирпичную печь можно оштукатурить или облицевать изразцами. Сейчас изразцовые печи переживают возрождение, так как предоставляют возможность использовать, помимо самих плиток, множество декоративных элементов: колонки, кокошники, рельефные вставки.
На фото: модель 10 от фабрики Gutbrod Keramik.
- Колосник — решетка,на которую укладывают топливо. Она вставляется в основание топки. Сквозь колосник в топку поступает воздух, необходимый для равномерного горения.
- Поддувало — воздухозаборный канал, отвечающий затягу. Находится в нижней части печи подводит воздух к колосниковой решетке.
- Зольник — камера или ящик под колосником, куда просыпается зола. Часто выполняет и функцию поддувала.
- Заслонка (задвижка, шибер) устанавливается на месте перехода от теплообменной части дымохода к трубе. Выдвигая или задвигая ее, можно контролировать интенсивность тяги. По завершении горения заслонку нужно задвинуть, чтобы перекрыть дымоход и воспрепятствовать сквозняку и быстрому остыванию печи.
В статье использованы изображения с сайта 360.ru
виды конструкций, устройство, правила сооружения
Появление котлов различных модификаций позволило сделать отопительные системы домов эффективными и удобными в эксплуатации. Но и, проверенная веками кирпичная печь не думает становиться забытым архаизмом. И в наше время есть немало желающих украсить свой дом такой конструкцией. Эта «хозяйка» жилища подарит тепло, накормит вкуснейшими блюдами, внесет в дом неповторимый уют, что неспособны сделать металлические конструкции. Существует несколько видов печей, что дает возможность сделать идеальный выбор с учетом предназначения конструкции, площади дома.
Особенности кирпичных печей
У каждого вида кирпичных печей имеются свои специфические особенности. Но все конструкции объединяют основные элементы, позволяющие выполнять основное предназначение — обеспечение тепла:
- Фундамент
- Топочная камера
- Колосниковая решетка
- Зольная камера
- Дымоход
Фундамент для печи может быть монолитным или выложенным из кирпича, железобетонных блоков. Его высота зависит от величины нагрузки и вида грунта.
Процесс горения происходит в топочной камере. От точности соблюдения ее размера напрямую зависит коэффициент полезного действия печи. Топливо укладывается на прочные колосниковые решетки из стали или чугуна. Отверстия позволяют отходам просыпаться в поддувало — зольную камеру. Ее регулярно необходимо очищать.
Горячий воздух, образующийся в процессе сгорания топлива, благодаря тяге попадает в дымоход. Проходя по созданным внутри конструкции каналам, он отдает тепло кирпичным стенкам и выходит в трубу.
Кирпичная печь может предназначаться исключительно для отопления или дополняться варочными поверхностями, лежанкой, камином.
Виды печных конструкций
Печи, которые используются исключительно для тепла, в настоящее время встречаются крайне редко. Возможность проведения системы отопления сделала их применение нецелесообразным. К таким печам относятся «голландки». Это компактная вертикальная конструкция, которая может быть двух- или одноярусной. В ней обустраивается дымоход, который может быть:
- бесканальным
- канальным
- комбинированным
Обязательным атрибутом каждого деревенского дома на Руси была кирпичная печь, которая выполняла варочно-отопительные функции. Поскольку еда готовится в чугунах, которые устанавливаются непосредственно в топку, блюда получаются не только невероятно вкусными, но и имеют легкий аппетитный аромат дыма. Есть варианты русской печи с лежанкой, с варочной поверхностью, оборудованной перед топкой. Обязательным элементом конструкции является лежанка, расположенная над топкой. Дымоход в русской печи имеет канальную систему.
Наиболее распространенным вариантом варочно-отопительной печи является Шведка. Она занимает значительно меньшую площадь, нежели русская печь. Преимуществом такой конструкции является высокая эффективность. При своей компактности она отлично справляется с обогревом дома в 30 м2. В печи обустраивается удобная варочная поверхность, дополнительно можно установить духовой шкаф, нишу для сушки ягод, грибов. Есть конструкции печи шведка с лежанкой или камином. Качественный обогрев конструкция обеспечивает благодаря сложной системе дымоходов.
Правила создания кирпичной печи в доме
Выбирая конструкцию для своего дома, следует учитывать предназначение печи, площадь помещения, особенности его планировки, стиль интерьера. При желании использовать ее в качестве дополнительного источника тепла, можно сложить голландку, которая создаст комфорт в прохладную влажную погоду. Отделка плиткой, изразцами позволит сделать ее привлекательным элементом интерьера. Украшением кухни, оформленной в стиле кантри, прованс или эко станет шведка. В небольшом доме она может стать основным источником тепла, местом приготовления пищи.
Создание камина с обратной стороны позволяет придать привлекательный вид гостиной, дает возможность приятно отдохнуть, наблюдая за открытым огнем. Русская печь сделает интерьер уникальным, позволит насладиться теплом и вылечить простудные, суставные заболевания на кирпичной лежанке.
Эффективность работы любой печи, ее долговечность зависят от качества материала, соблюдения норм при создании конструкции. Поэтому такие работы обычно выполняют опытные специалисты — печники. Имея навыки кладки, можно сделать печь и самостоятельно, но, следует учитывать важные правила, которые помогут избежать основных ошибок.
При покупке кирпичей для печи необходимо обратить внимание на качество обжига и прочность материала. Зазубрины, трещины, выбоины, неровности на стенках дымохода крайне нежелательны. Кирпич для шведки выбирается идеально гладкий, высокого качества. Подробнее про выбор кирпича для кладки печи.
При кладке следует помнить о необходимости перевязок. В противном случае печь потрескается. В завершении топки, камеры для духового шкафа, каминной топки не укладываются металлические листы. Оптимальный вариант — кирпичи, выложенные торцом. Можно использовать для подпорок две стальных полоски.
Между варочной поверхностью и кирпичной стенкой нужно оставлять отверстие, чтобы расширяющийся при нагревании металл не повредил кладку. При использовании в создании топочной камеры шамотного кирпича следует учитывать, что его коэффициент расширения отличается от печных материалов, поэтому вплотную их укладывать нельзя.
Менять размеры топки по своему усмотрению не следует. Это может стать причиной неравномерного распределения воздуха в камере, что снизит эффективность работы печи. В конструкции обязательно должны быть установлены дверцы для регулярной очистки каналов дымохода. В сложных системах их должно быть несколько.
Долговечность и прочность кладки во многом зависит от толщины слоя раствора. Чем он меньше, тем прочнее будет печь. Добиться такого результата позволяет предварительное вымачивание кирпичей в течение нескольких минут. Вода в таком случае является своеобразным транспортом для раствора, позволяя ему проникать в кирпич.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Виды и конструкции печи из кирпича
Несмотря на то, что печь – это довольно древнее изобретение, но даже в наше время высоких технологий, она остается востребованным предметом для отопления дома и даже для приготовления пищи. Печи из кирпича долговечны, средний срок службы печи составляет 30 лет.
Характеристика печей положительна со всех сторон: она имеет высокую теплоаккумулирующую способность, с ее помощью возможно готовить блюда по многим рецептам любой из кухонь мира.
Варианты печей
Сложилось так, что печь, не вытеснена новыми видами приборов для отопления и готовки, но сами печи претерпели значительные изменения, как в конструкции, так и применяемых материалах.
Конструкция печи из кирпича бывает очень разной.
Следует отметить, что печь для бани значительно отличается габаритами – русская печь для отопления жилых помещений гораздо больше печи для бань.
Одной только русской печи, более 15 вариаций конструкции. При кладке ее, требуются большие трудовые и материальные затраты. Для бани – это самый лучший вариант.
Понадобится около 2000 – 2500 штук кирпича. Раствора соответственно тоже нужно много. Вес же такого сооружения будет составлять несколько тонн. Учитывая вес такой конструкции, также потребуется соответствующий фундамент дома. Такая печь будет занимать значительное пространство в доме. При изменении температуры во время топки и при перерывах в топке, кирпичи то сужаются, то расширяются, что приводит к растрескиванию кладочных швов.
Русская печь теплушка, усовершенствованная в 20-х годах 20-го века, является в данный момент одной из самых практичных и экономных вариантов печей, помимо этого она прогревает воздух от пола до потолка в отличии от традиционных печей, которые прогревают воздух от уровня пояса человека.
Со временем появлялись новые варианты конструкций русских печей, таких как “Теплушка”, ”Экономка” или “Русская усовершенствованная”. Русская печь – это толстостенная конструкция. По всей видимости, большие толстые стены должны запасать много тепла, затем согревающие помещение дома, однако это верно только отчасти, так как чтобы отдать энергию толстым стенам, ее надо долго накапливать, а это требует большого количества растопочного материала.
У кирпичных печей, топочная камера которых спрятана за дымоходами, стенки топливника не находятся снаружи печи. От этого внутренние ее части разогреваются сильно, а наружные остаются холодными и не могут отдать тепло помещению. При закрытой задвижки, передача тепло в помещение прекращается совсем, так как воздух внутри прекращает свое движение и становится теплоизолирующим. Вначале следующей же топки, центральная часть, накопившая тепло, отдает его наружу.
Такие печи в основном используют на дачах, хотя здесь тоже нужно понимать в холодный или теплый период вы живете на даче, временно или постоянно.
В отличии от русской печи бывают конструкции кирпичных печей, пользующиеся сейчас большей популярностью, малогабаритные, со стенками из кирпича в половину, а то и в четверть его размера. Такие печи требуют меньшей рабочей силы, используется меньшее количество материала. Они значительно быстрее накапливают тепло, при этом сразу без длительного накопления, отдают его в помещение. КПД таких печей значительно превышает большие печи. При том, что большой отопительный прибор, накапливает тепло около двух часов, тонкостенная печь делает это за 40 минут.
Варианты и вариации конструкций печей большое множество. Помимо рассматриваемых нами печей для отопления и готовки дома, бывает еще и отдельная группа печей, отапливающие бани. Рассмотрим некоторые печи, в основном применяемые для отапливания.
Шведка. Она предназначена, как для отапливания дома, так и готовки. Складывается из кирпича, топочная часть которой часто покрыта огнеупорным кирпичом. Дымоходы бывает и горизонтальными, и вертикальными. Часто они совмещаются. Могут быть отдельно “летние” и “зимние” дымовые каналы. Имеется чугунная плита, служащая варочной поверхностью.
Печь голландка идеально подойдет для маленькой дачи, при этом хорошо впишется в интерьер.
Голландка. Предназначена только для отопления дома. Дома она будет выглядеть идеально и никакие большие печи не помешают. Складывается из полнотельного керамического кирпича. Состоит из системы дымоходов с регулировкой скорости движения в них газов, а также топочную часть. Обычно у Голландок шесть дымовых каналов. При этом возможны и другие варианты конструкции.
Существуют и совмещенные варианты печи с камином:
Каминопечь. Конструкция, объединяющая в одной камин и печь. В ней есть несколько, нисходящих и восходящих дымоходов, которые объедены в один дымовой канал, заканчивающийся трубой. Обычно в таких конструкциях применяют одну большую дверцу с огнеупорным стеклом.
Печь-камин. Имеет значительные отличия от каминопечи. Конструкция имеет полноценный камин с открытой топкой, сложенным из огнеупорного кирпича. Есть виды подобных печей с варочной и без варочной поверхности. Нередко дымоходы выносятся на наружную часть камина для большей отдачи тепла.
Также печи из кирпича могут быть бесканальные или колпаковые. Действуют такие печи по принципу свободного движения газов. Печи такого типа могут быть как с варочной поверхностью, так и без. К таким печам относится «шведка». Обычно такой печи от 3 до 5 дымоходов, расположенных вертикально, а дымоходная система выносится над варочной плитой. Пространство между плитой и кирпичным перекрытием может использоваться для сушки трав или грибов или же просто используют для хранения кухонной утвари.
Дымовые каналы у печей могут располагаться вертикально, горизонтально и смешанно. Дымовые газы, проходящие по дымовым каналам, остывают, поэтому длина их не должна превышать 8 метров. Движению газов препятствует кирпичные шероховатости и неровности и меняющееся направление в перекатах и подвертках. Все это влияет на потоковую турбулентность газов, а соответственно от этого зависит качество и скорость прохождения их по каналам и трубе.
Формы печей в горизонтальном разрезе бываю квадратные, прямоугольные, треугольные, круглые. Различаются печи и по способу отведения дымовых газов есть с насадными, коренными трубами и подключенные к дымоходу в стене.
Они различаются по типу и предназначению, как отопительно-варочные со щитком, хлебные печи, особое место занимают банные и печи с топчаном или лежанкой.
Поэтапное соблюдение процессов постройки печи обязательно, иначе придется переделывать не только печь а и всю баню.
В печах для бани существует большое количество их вариаций и много особых хитростей при их строительстве, особое неудобство в строительстве печей для бани печника состоит в том, что при ее кладке приходится бегать постоянно, то в баню, то в предбанник. Нелегко укладывать верхние ряды из-за низких потолков в парной бани.
Никакая печь не обходится без трубы, назначение которой, отводить дым и обеспечивать поступление воздуха в топливник, поддерживая тем самым непрерывное горение горючих материалов. За счет разницы температуры наружного воздуха и дымовых газов из печи осуществляется движение газов. Горячие газы устремляются вверх по каналу трубы, их место тут же занимают газы дымовых каналов. Таким образом, происходит непрекращающееся движение дыма к оголовку трубы от топливника. Такое явление в печи называется тягой. Бывает очень сложно растопить ее из-за погодных условий. Так, на тягу отрицательно влияют, если погода на улице жаркая, а в помещении прохладно или большая влажность при моросящем дожде.
Повороты и неровности каналов, тоже создают препятствие для дымовых газов. Если же дым успешно преодолевает все препятствия, то считается, что она работает правильно. Если же сопротивление оказывается равным или больше тяги, то печь затухает. Тяги должно быть в меру, если ее много, это тоже не хорошо. При хорошо разгоревшихся дровах, прикрывают дымовую заслонку или задвижку, уменьшая тем самым тягу. В дымоходах печей с сечение 3/4 от кирпича, делают проход в задвижке размером 1/4 кирпича. При этом следует следить, чтобы дым не попадал в помещение дома. Чем больше высота трубы, тем больше прикрывается задвижка. При плохой тяге, если печь начинает дымить по причине плохой погоды, большой влажности или при не высокой трубе, используют для растопки дверцу чистки.
Разогретый дым при прохождении вверх пробивает себе дорогу через тяжелый влажный воздух и тяга увеличивается. После этого, закрыв дверцу чистки, можно разжигать дрова в топке. Избыток тяги можно услышать по гудению печи, кроме того, появляется дым в топливнике при недостаточном поступлении воздуха. Снизить тягу могут и неплотные швы в кладке, от этого они даже трескаются и крошатся, при этом идет подсос воздуха в различных местах. Это страшный сон печника. Так, толщина швов между кирпичами не превышает 5-7 мм, но при этом нужно учитывать и геометрию кирпича, при большом количестве неровностей на кирпиче, шов делается больше. Высота труб от пода до оголовка трубы должна быть минимум 5 метров. Высокая же труба не является гарантом хорошей тяги.
Составляющие элементы
Чаще всего поддувало делают с дверцами, хотя их может и не быть. Для усиления притока воздуха, необходимо приоткрыть дверцу.
Зольниковая камера или попросту зольник, располагается в нижней части печи. Дно зольника располагают на уровне второго ряда от полового покрытия помещения. Предназначен зольник для накопления золы просыпающейся из колосниковой решетки. В конструкции зольника имеется дверца, которой регулируют подачу воздуха для поддержания давления. Зольник совмещен с топкой, у которой большие габариты, она предназначена для горящего топлива. Топливник для дров сооружают так, чтобы сгорающие дрова оседали на колосниковую решетку. Чтобы это было возможно, стенки топки внизу выкладывают с откосом в сторону колосниковой решетки. Благодаря такому устройству топливо, прогорев и превратившись в золу, через колосник ссыпается в золосборник. Золосборник следует регулярно избавлять от скопившейся золы.
Топка выглядит, как шахта, но имеет разную форму для разных видов топлива. Рекомендуется, чтобы топка имела внутреннюю облицовку, выложенную с помощью огнеупорного кирпича. Это необходимо для предотвращения разрушения керамического кирпича внутри топливника. Кроме того, это снижает температуру наружной части печи на уровне топливника, обеспечивая по всей поверхности обогревательного прибора равномерный прогрев.
Обязательные отверстия
В современных печах из кирпича, в топливнике приспособлены три отверстия. Спереди закрывается топочной дверцей, крепящуюся на климмеры, представляющие собой стальные полосы, крепящиеся к отверстиям в топочной дверцы. Предназначено для загрузки горючего материала. Отверстие имеется снизу в поду, которое перекрыто колосниковой решеткой. И третье отверстие «хайло», сверху. Через это отверстие дымовые газы уходят в систему дымоходов.
На прочистном отверстии можно сэкономить заменив его декоративным кирпичом.
Частицы золы и сажи, оседающих в дымовых каналах, вычищают с помощью прочистных отверстий. Их называют чистками и они закрыты кирпичом, вставленным вертикально или дверцами. В верхней части печи при ее кладке устанавливают сооружение из сплошной кладки, называемое «перекрышка». Она состоит из трех рядов кирпича, каждый кирпич которого, перекрывает шов, предыдущего ряда. Не советуется их нагревать более 90 градусов Цельсия, это приводит к разрушению качества кладки и значительно сокращает срок службы такой печи. При эксплуатации каминов, советуется не забивать сильно топку дровами, это портит камин.
Печная гарнитура
Важной составляющей печи, сложенной из кирпича, является печная гарнитура. Она дает возможность полноценно пользоваться печным сооружением. В состав гарнитуры входит дверца. Она позволяет закладывать горючее в топку, через нее можно быстро поправить горящие угли или дрова. Дверцу легко открыть и закрыть, позволяя экономно использовать в топке дрова, при поступлении в него избытка кислорода. Человеку, занимающемуся топлением печи, крайне важно дверцу печи закрывать плавно, она не выносит грубых закрываний с хлопаньем дверцы, так как глиняно-песчаный раствор, на котором посажена кирпичная кладка, от ударов быстро крошится. Для контролируемой подачи кислорода в топку требуется поддувальная дверца. Через нее удаляется зола и сажа, которая попадает через колосниковую решетку из топливника, попадая в золосборник.
Замена фурнитуры
Разнообразие задвижек позволит подобрать к вашей постройке именно то, что впишется в интерьер и подойдет по размеру.
В наше время печники со стажем заменяют дверцы чисток обычными керамическими кирпичами, положенными на ребро. Это делается не для того, чтобы сэкономить, а потому что благодаря кирпичам герметичность в печи выше, чем при использовании дверок. Помимо того что это облегчает эксплуатацию печи, в долгосрочном периоде экономит растопочный материал. Эти кирпичи легко вынуть из кладки, а, прочистив ее, вставить на место.
Требуется задвижка, служащая для регулировки тяги в печи, она выглядит как пластина, легко движущаяся в металлической рамке.
Это только часть всего разнообразия печной гарнитуры, применяемых для различных функций.
Печное отопление
Применение печей из кирпича для отапливания бани раньше было самым доступным способом, однако в наше время кирпичные печи для бани вытесняются металлическими, электрическими и даже газовыми.
Если установка печи выполнена согласно всем правилам, печь гарантировано будет выдавать влажный или сухой пар, нужную температуру воздуха и воды.
В наше время печь для бани из кирпича дорогое удовольствие, однако, если все же в бане используется подобная печь, то есть возможность насладиться в такой бане мягким, комфортным теплом.
При строительстве бани с кирпичной печью, потребуется учитывать, что такая печь большая по объему и что для нее потребуется массивный надежный фундамент, рассчитанный на несколько тон веса кирпичной печи для бани.
Существуют такие конструкции, которые отопят, не только бани, но и комнаты отдыха, моечные и даже пристроенные кухни.
В отличие, например, от металлической печи, кирпичную можно сложить таким образом, что она будет отапливать баню в различных температурных диапазонах, при этом поверхности печи не будут раскаляться до опасных приделов.
Несмотря на то, что печь это древнее сооружение, кажется, что она отжила свой срок и ей пора на свалку, в наш век газовых, электронных, конвекционных печей, однако, это не верно. Да, она занимает большое пространство в помещении, но если его хватает, то приятных моментов от печи намного больше, так как печное отопление более выгодное и безопасное для природы.
Виды печей из кирпича, классификация, какие бывают кирпичные печи.
Из самого названия отопительные печи, становится ясно, что эти печи предназначены для отопления помещений, как жилых, так и не жилых (гараж, ангар, теплица и т.д.).
– Как устроены кирпичные печи?
– Какие виды кирпичных печей бывают?
– Что такое прямоточные или колпаковые печи? Чем они отличаются?
В данной статье рассмотрим варианты отопительных печей сложенных из кирпича. Разнообразие таких печей велико и отличаются они в первую очередь внутренним устройством дымовых каналов.
1. Печь с горизонтальными каналами
Печь с горизонтальными каналами
В такой системе на каждый горизонтальный канал нужно ставить прочистную дверцу, для удаления пепла и сажи, которые оседает на горизонтальной поверхности каналов. В такой печи горячие газы не задерживаются в самой печи, а отдают тепло только по ходу движения к дымоходу.
Печь с горизонтальными каналами и тепловыми карманами
В данной конструкции печи в каналах присутствуют тепловые карманы ,в которых аккамулируется тепло. Среднее сечение канала по всей длине стало больше, что привело к снижению скорости движения газов. При более низкой скорости движения газов, увеличивается теплоотдача от горячих газов к телу самой печи. Такая конструкция печи является более теплоемкой, соответственно с более высоким КПД .
2. Печь с вертикальными каналами
Печь с вертикальными каналами
Такая система каналов создает большее сопротивление для движения газов, что является, как плюсом, так и минусом этой системы. Минус – нужен более высокий дымоход для протягивания газов по каналам печи. Плюс – такая печь менее выдувается из-за большего сопротивления в каналах. Соответственно эта система более теплоемкая, чем первый вариант. Второй недостаток – это перегрев первого канала, и как следствие возникновение серьезных внутренних напряжений. ( читай-растрескивание кладки тела печи).
3. Противоточная печь
Противоточная печь
Эта система отличается от системы с вертикальными каналами (вар.2) тем, что опускной канал в ней более широкий. Это приводит к тому, что скорость движения газов в нем падает и возрастает теплообмен между горячими газами и стенками самой печи. Такой вариант более предпочтительнее, чем вариант 2.
4. Колпаковая печь
Колпаковая печь
Эта система устроена по принципу свободного движения газов. В ней нет тепловых каналов, по которым идет движения газов, а есть колпак. Горячие газы, поднявшись к верху, колпака остывают (отдавая свое тепло печи) опускаются вниз и выходят в дымоход. После того как все дрова в печи сгорают, в колпаке остаются горячие газы, продолжающие отдавать свое тепло. Для такой печи не нужен высокий дымоход. Такая печь практически не выдувается. Колпак или колпаки могут быть разной формы и размера, что позволяет сделать печь любой формы и размера. В колпаковых печах можно использовать любое топливо –даже газ и электротены. В колпаковых печах выше КПД и они экономичнее. Эта система более выигрышная, чем варианты 1 2 3.
Допускается применение комбинированных систем дымооборотов в печах. Комбинации бывают разные и их большое множество. При проектировании возможно совмещать вертикальные, горизонтальные обороты и колпаки в разных вариантах.
Печь с комбинированной системой дымообаротов
Как пример, комбинация горизонтальных каналов с противоточной системой. Также есть система прямотока.
Дымооборот печи с системой прямотока
Дымообарот печи с системой прямотока и рассечками
Такая система для отопительной печи не подходит, но подходит для каминов, мангалов, русских печей и в некоторых случаях для банных печей. Можно конечно улучшить эту схему, добавив в нее тепловую нагрузку с рассечками, но все равно, для отопления помещения такая система мало подходит. Отопительные печи допускают использования дополнительных функций. Распространенные варианты таких печей:
- Отопительная печь с варочной плитой. Такая печь не только отапливает помещение, но и позволяет готовить или греть что-либо на плите. Недостаток этой печи: низкий топливник, меньшая теплоемкость самой печи, относительно быстрое остывание печи через плиту.
- Отопительная печь с хлебной камерой (духовкой). Такая печь более теплоемкая и значительно выигрывает у печи сварочной плитой. Есть два варианта такой печи:
– постоянного действия. Горячие газы не проходят через саму духовку, а греют ее только снизу или со всех сторон. Так называемая чистая хлебная камера.
– периодического действия. Горячие газы проходят через духовку, нагревая ее изнутри. Готовить в такой печи можно только после полного сгорания дров в топливнике. - Отопительная печь с водяным регистром. Эта печь позволяет греть водяные радиаторы (батареи) и распределять тепло по всему помещению. Но лучше для этой цели использовать специализированную печь-котел.
Отопительные печи можно комбинировать. Можно одновременно ставить плиту и духовку, регистр и духовку и т.д. Можно делать печь с двумя топливниками. Каждый топливник работает на свою нагрузку (что более правильно). Такие отопительные печи можно объединять с камином (открытым или закрытым). Также такие печи можно делать с лежанкой и или с отопительным щитком на втором этаже.
Вариантов отопительных печей великое множество. Всегда можно подобрать для себя ту печь, которая наиболее полно отвечает Вашим требованиям.
Печник Михаил Яцков.
устройство и принцип работы, кладка своими руками
Грубка – небольшая печь, объединяющая в себе отопительную и варочную функции. Кроме того, печь имеет привлекательный внешний вид и исполняет роль своеобразного камина, что очень удобно при наличии желания не только отопить помещение, но и украсить его.
Устройство и принцип работы
Строительство грубы будет бессмысленным с целью постоянного пользования в суровых климатических условиях, потому что конструкция печи не предусмотрена для длительного прогрева большого пространства. Такая печь менее теплоэффективна по сравнению с другими, поэтому она лучше подходит для сезонного использования.
Небольшая печь грубка
Устройство печи грубки относительно простое, но чтобы возвести постройку самостоятельно, необходимо знать базовые принципы теплотехники и иметь навыки работы с кирпичом. Принцип работы грубы такой же как и у других кирпичных печей.
Дрова закладываются в топку, открытое поддувало дает выход дыму без попадания в помещение. Особый извилистый дымоход выводит газы от сгорания наружу. Такая конструкция дымоходных труб позволяет сохранить тепло и обогреть большую площадь. Длинная труба и особый вид щитка дают возможность отопления с минимальными затратами топлива.
В конструкции присутствуют следующие элементы:
- Поддувало с дверцей, необходимое для хорошей циркуляции воздуха,
- Топочник – камера для подачи топлива в печь,
- Щиток со специальными каналами, предназначенными для прохождения газа,
- Дымоход в грубке, как и в любой другой печи предназначен для вывода газов от сгоревшего топлива наружу. Обязательно наличие дверцы и заслонки.
к содержанию ↑
Преимущества и недостатки
Печь груба очень удобна для использования на даче. Отапливать помещение такой печью постоянно тоже можно, но при наличии хорошей теплоизоляции дома. Если грубу украсить керамической плиткой, она станет прекрасным дополнением к интерьеру, требуется только желание и фантазия хозяина. У данного агрегата преимуществ гораздо больше, чем недостатков.
Стоит ли заниматься строительством конструкции решить просто, ознакомившись со списком:
Преимущества:
- Компактность.
- Возможность применения печи для готовки пищи.
- Привлекательный внешний вид.
- Для возведения необязательны дополнительные строительные работы внутри дома.
- Простота исполнения и эксплуатации.
- Возможность оснащения печи лежанкой, но только при использовании дров как топлива.
- Небольшие затраты стройматериалов.
Недостатки:
- Меньшая теплоэфективность.
- Использование возможно по сезонам или в маленьких домах.
к содержанию ↑
Виды конструкций
Печь груба различается по видам конструкций. Распространенно два вида – со встроенным щитком и с пристроенным.
- Со встроенным щитком. Если строить грубу со встроенным щитком, внешне она сильно напоминает варочную плиту. Такая конструкция наиболее легка в исполнении и требует меньших затрат материала. Преимуществом подобной грубы, является возможность возведения печи без фундамента.
- С пристроенным щитком. Так же щиток можно пристроить снаружи, сделать печь похожей на камин, но постройка займет гораздо больше сил и потребует чуть ли не вдвое больше материалов. Удобством станет то, что аккуратная постройка из кирпича или декоративно украшенная керамической плиткой печь станет отличным дополнением к интерьеру и придаст дому особый шарм.
к содержанию ↑
Схемы щитков
Печь груба может иметь несколько назначений и в зависимости от целей ее использования, строят различные виды щитков. Рассмотрим возможные варианты щитков:
- Последовательный ход с вертикальными каналами. Для постройки такого вида щитка требуется наименьшее количество материалов. Схему проще воплотить в жизнь тем, кто не имеет достаточного опыта, благодаря простоте конструкции. Если схема щитка построена правильно, сопротивление газам будет самым большим, теплоэффективность средняя.
- Последовательный ход с горизонтальными каналами. Построить схему гораздо сложнее, чем предыдущую, но по параметрам они не различаются. Теплоээфективность повышается, за счет снижения сопротивления газам.
- Последовательный ход с длинными вертикальными каналами. Главные преимущества схемы заключаются в том, что простота возведения соответствует первому виду, а теплоэфективность второму. Минусами станет необходимость дополнительной постройки фундамента и большие затраты стройматериалов.
- Параллельный ход. Печь со щитком с параллельны ходом некомпактная, занимает много пространства, но теплоэффективность у нее самая большая. Существует возможность снижения мощности топки.
к содержанию ↑
Этапы изготовления своими руками
Печь груба нетрудоёмкая, возведение агрегата займет наименьшее количество стройматериалов, а законченный вариант не займет много места, что очень удобно для небольших домов. Построить грубу опытному печнику будет совсем легко. Начинающему придется вникнуть в принцип работы и устройство конструкции, немного повозиться, но большое желание и соответствующие усилия принесут свои плоды.
Как основной строительный материал лучше использовать керамический огнеупорный кирпич. Качественный керамический кирпич имеет яркий красный цвет и при постукивании издает отчетливый звон. Кирпич с трещинами на поверхности лучше не применять. Для построения перегородок внутри печи можно использовать более дешевый переженный кирпич, но для конструкции самой печи его использовать не стоит.
к содержанию ↑
Обустройство фундамента
Построение фундамента достаточно долгий и сложный процесс. Перед началом строительства необходимо сделать разметку на будущем месте печи.
Выкопанная яма должна быть больше конструкции как минимум на 25 см. Яма наполняется щебнем или любыми другими камнями. Заливается раствор цемента с песком в соотношении 1:2, щебень должен полностью заполниться раствором.
Как цемент высохнет, создается кирпичная кладка по размеру залитой ямы. При создании кирпичной кладки обязательно использование строительного уровня, для контроля параллельности фундамента земле. Высохшую кладку покрываем рубероидом.
к содержанию ↑
Приготовление раствора
Для того, чтобы возвести конструкцию самостоятельно лучше использовать глиняный раствор из-за лучшего удержания температуры. В приготовлении раствора используют глину песок в пропорциях 1:2. Перед тем, как замешивать раствор рекомендуется просеять компоненты через сито.
Стоит заметить, что для раствора подходит только карьерный песок, но не речной или морской, а оптимальной глиной будет жирная. Готовую сухую смесь высыпать в заранее приготовленную емкость и залить водой. Чтобы раствор лучше ложился, стоит оставить его настаиваться на всю ночь, и только утром использовать. Для улучшения смеси добавляют стакан соли и килограмм цемента.
к содержанию ↑
Кладка печи и порядовка
Рассмотрим самую простую схему для постройки грубки. Для неопытных строителей такая конструкция будет ясна.
Порядовка:
Порядовка простой двухконфоровной печи груба
Перед началом выкладки ряда стоит сначала выложить ряд сухого кирпича. Для удобства следует пронумеровать все элементы. Для лучшего качества кладки лучше сначала замочить кирпич и дать ему настояться в воде несколько минут.
Все ряды обязательно нужно проверять строительным уровнем, а углы отвесом, иначе конечная постройка будет перекошенной. Во время строительства нужно следить за тем, насколько равномерно наполняются швы, в них ни в коем случае не должно быть воздуха. Специалисты знают, что зазор между швами не должен превышать 3 мм.
Основные моменты кладки:
- Поверх гидроизоляционного рубероида кладутся ряды кирпича и производятся все необходимые замеры, осуществляется проверка швов.
- Дверцу поддувала необходимо надежно закрепить в конструкции, для этого применяется асбестовая проволока, ей обматывается корпус дверцы. Подготовленная дверца устанавливается на место.
- После изготавливается кладка четырех рядов с перекрыванием поддувала. Между кирпичами и дверцей поддувала оставляется зазор в десять мм.
- Производится установка дверцы топки по тому же принципу, что и установка дверцы поддувала. Выкладывается еще пять рядов кирпичей.
- Далее производится установка плиты, с осуществлением предварительных замеров. Зарезы на плите делаются при помощи болгарки. Толщина плиты должна быть меньше толщины кладки. Закрепляем плиту раствором.
В качестве наглядного примера (чтобы понимать основные этапы работ), вы можете увидеть процесс кладки на фото:
Конструкция основной части печи закончена.
к содержанию ↑
Дымоход
Печь не будет закончена без правильного монтажа дымохода. К этому элементу следует подойти со всей серьезностью и тщательностью, ведь от правильного дымохода зависит безопасность человека. Если дымоход построен неправильно, он не будет выводить газы от сгоревшего топлива, а значит, эксплуатация печи невозможна.
Газ выводится наружу, пройдя через несколько каналов. Необходимо наличие ровной поверхности, способствующей лучшему выходу дыма. Для начинающих печников без достаточного опыта работы с кладкой кирпичей лучше установить простой вариант трубы – из нержавеющей стали.
Она обеспечит хорошую тягу и практически не образует конденсат. Выведение трубы наружу через крышу гораздо проще, чем при возведении кирпичного дымохода. Кроме того, стоимость такой трубы минимальная.
Чтобы печь работала, следует соблюдать следующие правила:
- Подобрать сечение, подходящее для всей конструкции.
- Длина трубы не менее пяти метров.
- Толщина дымохода не должна быть меньше 0,5 мм.
- Необходимо наличие места для прочистки дымохода.
- Дымоход укрепляется при помощи проволоки и герметика, это не позволит лишним газам попасть в помещение.
- Трубу нужно дополнительно утеплить, это сохранит больше тепла в доме и предотвратит замерзание трубы зимой.
- Дымоход должен располагаться на расстоянии не меньше 1 м от ближайшей конструкции.
к содержанию ↑
Другие примеры порядовок
Другие примеры порядовок:
Порядовка грубки с одной конфоркой
Порядовка грубки с переключением на зимний/летний ход
к содержанию ↑
Правила эксплуатации
Эксплуатация кирпичной печи не только не создает трудности любителям, но и создает ощущение уюта от отрытого огня.
- Лучше использовать печь грубку посезонно. Малая теплоэффективность не позволяет использовать печь круглый год, она не сможет хорошо прогреть большой дом во время холодной зимы.
- Необходимо регулярно прочищать дымоход, чтобы газы не попадали в помещение и не травили обитателей дома.
- Топить печь только с соблюдениями техники безопасности, не класть слишком много дров за один раз, плотно закрывать дверцу топливника после закладки партии топлива.
- Если печь применяется как варочная плита, необходимо использовать соответствующую чугунную, глиняную или алюминиевую посуду, а так же различные прихватки или перчатки во избежание получения ожогов.
- При наличии лежанки на печи, топить стоит только дровами. Уголь слишком сильно нагревает поверхность лежанки.
- Перед началом использования печи обязательно убедиться в правильности монтажа дымохода.
- В качестве топлива лучше использовать дрова или уголь. Применять различные отходы из современных материалов не рекомендуется, они выделяют вредный для здоровья газ и забивают дымоход.
к содержанию ↑
Где лучше установить?
Грубу можно установить практически в любом месте. Если ваша печь выполняет только функцию обогрева дома, лучше построить её в подсобном помещении, чтобы освободить место в основной части дома и исключить попадание дыма в жилые комнаты.
Если же пользователь печи желает построить для себя упрощенный красивый камин, грубу лучше устанавливать в комнате, которая является местом сбора семьи и гостей. Каждый оценит необычный и привлекательный элемент интерьера, если печь построить аккуратно, дополнительно покрыв ее специальным облицовочным материалом.
При построении печи со встроенным щитком, лучшим местом для установки станет кухня. Грубка в данном случае выполняет функции варочной плиты, приготовление на ней пищи не только придаст еде особенный вкус, но и значительно сэкономит электроэнергию или газ.
Важно, чтобы на территории установки печи был достаточно прочный пол. Кровлю в месте прохождения дымохода нельзя переделывать.
к содержанию ↑
Вывод
Печь груба – экономичный источник тепла, создающий комфортную атмосферу. Кирпичная печь придает дому неповторимое ощущение уюта и деревенской самобытности. При желании построить такой агрегат сможет кто угодно, стоит только немного разобраться в принципах кирпичной кладки.
При наличии соответствующих навыков, дымоход тоже можно сделать кирпичным, но стоит делать это с осторожностью, постройка дымохода требует точности. Для маленькой дачи груба особенно удобна, она обеспечит равномерное распределение тепла в доме и не займет много места. Так же печь станет прекрасным устройством для приготовления еды.
Конструкции печей
Категория: Печи
Конструкции печей
Отопительные кирпичные толстостенные печи. Это печи типа ОПТ (оштукатуренные печи толстостенные) — одноярусные, с комбинированной системой дымооборотов.
Рис. 1. Печь ОПТ-9, разрезы и ряды с 1-го по 31-й
Печь ОПТ-3 теплоотдачей 2670 Вт имеет Г-образное перекрытие, которое направляет газы после топливника вниз по задней стенке. Затем газы поднимаются в верхнюю зону печи, где омывают два ряда кладки, и удаляются в дымовую трубу. Благодаря прогреву нижней зоны печь рациональна. Ее можно устанавливать в перегородке с целью отопления двух комнат. Топка из коридора.
Печь ОПТ-9 теплоотдачей 4400 Вт имеет верхний колпак. Газы из топливника по опускным каналам направляются в нижнюю зону печи, а затем поднимаются в верхний колпак, состоящий из двух одинаковых П-образных половинок с пустотами, по которым опускаются вниз и уходят в дымовую трубу. Конструкция печи рациональна и оригинальна.
Печь ОПТ-11 теплоотдачей 4900 Вт. Боковые стенки топливника и двух параллельных опускных газоходов за ним имеют футеровку толщиной в 1/4 кирпича, которая не доходит до 16-го ряда кладки на 3 см. Если верх футеровки будет соприкасаться с кладкой перекрытия топливника, то во время топки за счет расширения футеровки могут раскрыться горизонтальные швы между рядами кладки. Печь проста, рациональна и удобна для установки в перегородке для отопления одновременно двух комнат. Топка из коридора.
Малогабаритная печь размером в плане 640X
Рис. 2. Печь ОПТ-11, разрезы и ряды с 1-го по 33-й
Рис. 3. Общий вид прямоугольной ОПТ, разрезы и ряды с 1-го по 35-й
Частично охладившись и обогнув перекрытие, они опускаются вниз и попадают в подъемные каналы, соединяющие эту камеру с верхней. Охладившись также от соприкосновения со стенками печи, по опускным каналам газы выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу.
Отопительно-варочные печи. Толстостенная печь Ш-1 (конструкции Л. А. Коробанова и Н. И. Самарина).
Этой печью можно пользоваться как отопительным устройством и как кухонным очагом. Наружные стены выполняют в 1/2 кирпича. Размеры в плане 1020X770 мм, высота 2310 мм, теплоотдача 3200 Вт. Печь имеет чугунную плиту с двумя конфорками и духовой шкаф. Плита может быть заключена в камеру, снабженную дверками и оборудованную вытяжным каналом. Отопление можно вести по зимнему и летнему режимам. При зимнем режиме дымовые газы, выйдя из топливника, проходят по всем каналам и одновременно используются для нагрева варочной плиты; в этом случае прогревается весь массив печи. При летнем газы направляются в трубу кратчайшим путем и прогревают лишь часть печи.
Печи-камины. Как вариант отопительного устройства для садового домика можно рекомендовать отопительную печь с камином. Теплоотдача печи 3200—3500 Вт при двухразовой топке. Кроме того, идет тепло от камина. Дымоходы печи и камина раздельные, но конструктивно они объединены в одной трубе. Топки две, поэтому топить печь и камин можно и одновременно, и по отдельности. Печь и камин сооружаются в едином массиве, на одном фундаменте и имеют одну общую трубу. Все это дает большую экономию материалов и места в помещении.
Размещать печь-камин целесообразнее в центральной части домика, вписав его в межкомнатную перегородку. Фасад камина может выходить в гостиную, а печь — в кухню. При выборе места для камина следует учитывать и направление воздушных потоков в комнате, так как на сквозняке камин может дымить.
В качестве материалов для декоративной отделки подойдет красный кирпич хорошего качества, лицевой кирпич, природный камень, мореное дерево, листовая медь, латунь.
Печи — Конструкции печей
схема самой простой печи + порядовка
Кирпичная печь для дома в процессе постройки
Русская печь — мечта каждого славянина
Этот артефакт является символом нашей страны, отличительным признаком ее деревень. В сказках это устройство могла доже самостоятельно передвигаться, но и без фантастических домыслов домашняя печь является центром, вкруг которого построено все жилище. Она обеспечивает неповторимый уют в доме и при необходимости является очень многофунциональным устройством: она и греет дом, и готовите еду, а раньше даже служила в качестве бани. Печи из кирпича в загородном доме станут неотъемлемой частью вашего жилища. Хорошо сложенная печь будет верой и правдой служить вам и вашей семье несколько десятилетий.
Основной функцией любой печи является обогрев дома. Ее строительство оправдано, если к вашему участку не подведена центральная магистраль отопления. Также резоны на строительство домашней качественной печи увеличивает и возможность круглогодичного отопления дома. Если камин сможет согреть вас промозглыми осенними вечерами, то разогнать стужу зимней ночью сможет только добротная печь.
Безусловно – строительство каменной печи в загородном деле – это определенное искусство. Профессия печника была издревле очень уважаемая на Руси. Но при наличии минимальных навыков в каменном строительстве и подробной пошаговой инструкции вы сможете построить небольшую печь для дома самостоятельно. А, начав с малого, затем вы сможете сами построить и классическую русскую печь.
Основные типы кирпичных печей
Итак, в зависимости от выполняемых функций, кирпичные печи в загородных домах делятся на следующие основные типы:
- Отопительные печи. Как понятно, такое устройство предназначено исключительно для нагрева воздуха в помещении. Она может нагреть одну комнату или весь дом, если встроена в простенок.
- Варочные печи – создаются с исключительно утилитарными целями для приготовления пищи. Кроме того, на кирпичной варочной печи можно сушить грибы, ягоды и фрукты. Часто такие печи устанавливаются в летних кухнях.
- Варочно-отопительные печи. Классическое сооружение, которое способно не только нагреть помещение или весь дом, но и использоваться для приготовления пиши. Многофункциональная мультиварка с солидной историей.
Отработанная веками технология строительства кирпичных печей позволяет создать высокоэффективное устройство, которое быстро нагреет помещение, будет безопасной в обращении и станет центром притяжения всего дома.
отопительно-варочная печь
Процесс строительства печи из кирпича в частном доме
Итак, процесс строительства печи из кирпича для дома прежде всего должен начинаться с составления проекта. После определения функциональных задач печи необходимо прикинуть ее геометрические размеры. Пожалуй в небольшом дачном домике не имеет смысла строить полноразмерную русскую печь с лежанкой. Наиболее оптимальным вариантом будет создание комбинированной варочно-отопительной печи с конфорками. Она полностью закроет ваши потребности в отоплении помещения и позволит насладиться пищей приготовленной «с пылу с жару».
В Интернете существует довольно большое количество чертежей печей из кирпича с пошаговыми инструкциями. Кроме того, возможно вам понравится дизайн печи, подсмотренный у знакомых.
После составления проекта – определитесь с фундаментом. Кирпичная печь – это довольно массивное сооружение и ставить ее надо как минимум на ленточный фундамент, способный выдержать изрядный вес. При этом геометрические размеры фундамента рассчитываются исходя из предполагаемого веса кирпичной печи.
фундамент под печь
Обычно фундамент под печь закладывается еще на этапе строительства дома, но может быть сооружен и впоследствии, после разборки части пола.
Как построить самую простую печь из кирпича для дома?
Итак, рассмотрим, как построить элементарную печь из кирпича.
Для этого лучше всего воспользоваться пошаговым руководством, которое будет описывать, каким образом будет укладываться каждый ряд кирпичей.
чертеж печи
- Особенно тщательно при кладке кирпичной печи ведется укладка первого ряда. От ее геометрической правильности зависит идеальной состояние всей печи.
- Второй ряд будет иметь в своей фронтальной стороне дверцу поддувала.
- На третьем ряду кирпичей начинается формирование зольника.
- На четвертом ряду кирпичей зольник формируется окончательно.
- При выкладке пятого ряда делает уступ для размещения колосниковой решетки.
- Далее начинается формирование собственно топки, поэтому пятый-пятнадцатый ряды печи должны выполняться из огнеупорного кирпича, соединенного огнеупорным раствором.
- Дверца топочного отсека должна устанавливаться в рядах шесть-восьмь. Ее, как и дверцу поддувала, колосники и другие металлические детали лучше купить перед началом укладки печи для того, чтобы подгонять размеры кладки к имеющемуся оборудованию. При установке дверцы прилегающие стенки печи смазываются толстым слоем огнеупорного раствора.
схема кладки печи
- Начиная с девятого и по двенадцатый ряд строятся топливник, эти стенки также должны соединяться огнеупорным раствором.
- Свод топливника формируется в рядах тринадцать-пятнадцать. Для страховки верх топливника закрывает шестнадцатый ряд кирпичей. Следующим элементом будет являться конвектор. Он монтируется в семнадцатом и восемнадцатом ряду. До окончания двадцатого ряда внимательно следите за гладкостью формируемых стенок.
монтаж дверок
После этого формируется дымоход. Он может изготавливаться из кирпича или из труды с соответствующей теплоизоляцией. Можно устроить и комбинированный дымоход – внутрь кирпичной кладки размещается асбестоцементная или металлическая труда и пространство между ней и кирпичами заливается песчано-цементным раствором.
Итак, для строительства кирпичной трубы вам будет необходимо заготовить следующие материалы:
- Огнеупорный кирпич и песчано-цементный раствор,
- Асбестоцементную трубу, либо керамическую трубу. Также дымоход может изготавливаться из трубы-сэндвича, которая представляет собой многослойную комбинацию из металлических труб и размещенных между ними теплоизолятора.
- Также для строительства печи, вернее для обмазывания стен может потребоваться огнеупорная глина.
Полезные советы
Для того, чтобы отрезать кирпичи по размеру можно воспользоваться «болгаркой» — углошлифовальной машинкой. Выбирайте кирпич с правильной и однообразной геометрической формой – так вам будет легче выводить правильно расположенные поверхности печки.
Выкладывать кирпичи на печи необходимо постепенно, без спешки. Разумным решением будет укладка до 25 кирпичей в день, при этом в обязательном порядке выверять каждый ряд при помощи строительного уровня и отвеса. Добиться ровной геометрии печки можно также применяя стальные уголки или деревянные шаблоны.
Даже такая небольшая кирпичная печь позволит эффективно нагревать небольшой садовый домик в холодную погоду. Такие конструкции долго собирают тепло от огня и долго его хранят. Таким образом они практически застрахованы от температурной деформации. Также срок службы такой печи во многом зависит от качества используемого кирпича, особенно в области высокого нагрева – топочного отсека. Старайтесь использовать качественные строительные материалы.
Данный вариант является экономным решением. При наличии опыта проектирования и строительства вы сможете смонтировать кирпичную печь, которая будет вмешать для себя варочную поверхность-конфорку или каминный отсек с открытым огнем. При этом закрыть нишу каминного отсека можно специальной дверкой с жаропрочным стеклом.
Хорошо выложенная печь может сохранять тепло после одной топки в течении суток при температуре наружного воздуха не менее 20 градусов. При понижении температуры печь придется топить два раза в сутки.
В двухэтажных домах обычно устанавливаются две печи на каждом из этажей здания.
Пробная кладка печи из кирпича для печника-новичка!
Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!
Основы газовых печей
Газовая печь — одно из старейших устройств в отопительной отрасли. За прошедшие годы она превратилась из простой газо-гравитационной системы отопления в более сложную систему газо-принудительного воздушного отопления .
Этот тип системы используется в странах с умеренным климатом, когда отопление требуется для обогрева домов или зданий зимой.
Обычные виды газового топлива, которые используются в камерах сгорания:
- Природный газ состоит из метана и других углеводородов, которые добываются из газовых залежей в земле.
- Промышленный газ производится из метана и этана.
- Сжиженная нефть (LP) состоит из пропана и бутана, которые находятся под давлением, чтобы поддерживать их в жидком состоянии, пока они не будут готовы к использованию. LP можно хранить в баллонах или цистернах и легко транспортировать.
КПД газовой печи
Эффективность печей измеряется с использованием рейтингов AFUE. AFUE является аббревиатурой от Annual Fuel Utilization Efficiency , и чем выше его значение, тем эффективнее.Современное оборудование может иметь КПД до 97%.
AFUE измеряется путем сравнения годовой выработки энергии с годовой потребляемой энергией. Если печь имеет КПД 80%, это означает, что оборудование способно преобразовать 80% топлива в полезную тепловую энергию. Остаток 20% тратится. Есть три типа классификации печей.
- Печь стандартной эффективности имеет AFUE 78% -80% и печь состоит из вытяжного колпака, без конденсации, с высокой температурой дымовой трубы (до 450 ° F или 232 ° C) и только одним нагревом обменник.
- Печь средней эффективности имеет AFUE 78% -83% и печь состоит из принудительной тяги, без конденсации, средней температуры дымовой трубы (до 300 ° F или 149 ° C) и одного теплообменника. .
- Высокоэффективная печь имеет AFUE 87% -97% и печь состоит из принудительной тяги, конденсации, низкой температуры дымовой трубы (до 120 ° F или 49 ° C) и как минимум двух теплообменников. . Этот тип печи также известен как конденсационная печь.
Основные компоненты газовой печи с принудительной циркуляцией воздуха
Плата управления
Плата управления состоит из электронных компонентов на печатной плате, которая контролирует общие операции газовой печи. Он контролирует зажигание, газовый клапан, горение, нагнетательный вентилятор, вытяжной вентилятор и аспекты безопасности до, во время и после операций. Доска будет работать вместе с термостатом, который находится в комнате, чтобы регулировать воздух в комнате.
Автоматический комбинированный газовый клапан
Это более новая деталь, которая объединяет регулятор давления и газовый клапан в один блок. Он используется в новой конструкции печи, а также включает в себя контроль подачи газа для пилота и другие функции безопасности.
Горелки
При сгорании газа в горелках выделяется углекислый газ, водяной пар и тепло. Горелки сделаны из стали или чугуна и являются местом, где происходит правильное смешение газа и воздуха.
Если сгорание не завершено, другим побочным продуктом, который будет выделяться, будет окись углерода. Он ядовит, без запаха и цвета. Таким образом, установка и оборудование должны быть проверены, чтобы гарантировать, что сгорание является как можно более совершенным.
Рекомендуется установить в вашем доме детектор угарного газа, чтобы предупреждать вас о наличии этого газа в вашем доме.
Электродвигатель вентилятора внутреннего сгорания
Этот электродвигатель нагнетателя отводит дымовые газы из газовой печи за пределы здания.В то же время он предварительно продувает теплообменник.
Двигатель внутреннего вентилятора
Двигатель внутреннего вентилятора заставляет воздух проходить через теплообменник в воздуховоды для циркуляции в обогреваемом помещении. Может использоваться двигатель с ременным приводом или с прямым приводом. Более продвинутый двигатель с частотно-регулируемым приводом используется в конструкции с более высоким КПД, в которой скорость вентилятора может изменяться в зависимости от требований нагрузки.
Оптимальный для эффективной работы печи воздушный поток определяется по формуле:
- куб. Фут / мин = кубические футы воздуха в минуту
- dT = разница температур между возвратным и приточным воздухом в ° F
- Q (s) = явное тепло в БТЕ / ч
Вопрос: есть ли у печи номинальная мощность на входе 100 000 БТЕ / ч, эффективность 85% при стабильной работе и повышении температуры на 60 ° F. Каков кубический метр вентилятора без учета тепла от двигателя вентилятора?
Q (s) = 100000 X 85% = 85000 БТЕ / ч
кубических футов в минуту = 85,000 / (1,08 X 60) = 1,312 кубических футов в минуту
Теплообменники
Теплообменники изготовлены из стального листа, который передает тепло, образующееся при сгорании газа, через сталь в окружающий воздух. Затем этот горячий воздух циркулирует в комнаты через воздуховоды с помощью двигателя внутреннего вентилятора.
Воздушный фильтр
Воздушный фильтр используется для фильтрации загрязняющих веществ из воздуха перед их циркуляцией в обогреваемом помещении.
Видео об основных принципах работы газовой печи
от RepairClinic
Конструкция вертикальной шахтной печи
Конструкция и эксплуатация вертикальной шахтной печи уходят корнями в глубокую древность. Имеются веские доказательства того, что железо было восстановлено из оксидов для удовлетворения потребностей человечества задолго до появления зарегистрированной цивилизации, фактически до 3500 г. до н. Э.C. По крайней мере, 5500 лет человек сопоставляет умы с природой, чтобы найти лучшие методы извлечения этого наиболее распространенного, но необходимого металла из ее рук.
Фундаментальная простота и экономичность шахтных печей продолжала стимулировать и продвигать их научные разработки в плавильной промышленности вплоть до сегодняшних огромных доменных печей. Такая печь с диаметром пода 30 футов способна производить 4000 тонн ТМ в сутки. Эта мотивация стимулировалась до такой степени, что мы, вероятно, в течение своей жизни увидим больше революционных изменений в конструкции и эксплуатации такой шахтной печи, чем было сделано за все предшествующие 5500 лет прогрессивной эволюции.
Как уже указывалось, печь в основном представляет собой газо-твердотельный теплообменник. Газовая среда служит для передачи тепла от уже обработанного твердого материала к новым твердым веществам, предварительно нагретым до температуры реакции. Температура твердых тел достигает максимума, когда теплоемкость газовой среды и твердых тел одинакова. Поскольку этот тип печи используется в основном для непрерывных процессов, возникает необходимость добавить элемент времени. Таким образом, максимальная температура твердых веществ будет поддерживаться в зоне реакции, когда теплоемкость в единицу времени (массовая скорость в фунтах в минуту, умноженная на удельную теплоемкость в B.t.u, на фунт) газовой среды, равна теплоемкости в единицу времени (фунты в минуту, умноженные на удельную теплоемкость) твердых веществ.
Основная печь, из которой все конструкции шахтных печей выводятся, представляет собой «одинарную шахту печи», показанную на рисунке 5. В этой печи загруженная руда или шихта вводится вверху и течет вниз под действием силы тяжести, противодействуя потоку газообразного теплоносителя. средний (далее «ветер»).
Верхняя часть печи используется для непрерывного подогрева нисходящей шихты за счет использования восходящего потока ветра.Максимальная температура технологической реакции возникает на промежуточном уровне в шахте.
Следующей базовой печью с точки зрения относительной сложности является «двухкамерная печь», показанная на рисунке 6. Чтобы получить более положительный и более чувствительный контроль над основной переменной процесса, а именно температурой зоны реакции, «подпитка» Потребность в топливе обеспечивается прямым сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива во внешней камере сгорания.
И верхняя, и нижняя печи поддерживают соотношение теплоемкости примерно один к одному.Эта модификация приводит к тому, что топливная эффективность приближается к эффективности простой шахты, а гибкость управления приближается к эффективности двухкамерной печи, но вносит две новые проблемы, не встречающиеся ни в одном из других основных типов. Первая из этих проблем заключается в том, что мелкая пыль уносится предварительно нагретым воздухом при прохождении через нижнюю печь. Когда эта увлеченная пыль проходит через фронт пламени, она становится мягкой и липкой.
Четвертый тип вертикальной шахтной печи, который следует описать, — это так называемая «двухкамерная печь со вспомогательным рекуператором», показанная на Рисунке 8.Здесь печь разделена на два отдельных отсека, расположенных одно над другим, для выполнения функций нагрева и охлаждения соответственно. Охлаждение гранул в нижнем отделении является полностью отдельной операцией от процесса затвердевания и может контролироваться для получения любой желаемой температуры выпуска гранул без влияния на затвердевание в верхнем отсеке.
Пятая фундаментальная концепция дизайна также предусматривает использование внешнего пылеуловителя и рекуператора для преодоления недостатков, присущих конструкции с тремя плитами, за счет небольшого снижения эффективности, но с восстановлением полного контроля над температурой и распределением ветрового потока. На рисунке 9 схематически изображен принцип самовосстановления с двумя плитами.
Тонкости конструкции пиролизной печи
Конструктивные соображения могут иметь значение при выводе пиролизной технологии на рынок по сравнению с ее захоронением на кладбище пиролиза.
Проектирование печи пиролизера — сложный процесс. В конструкции есть нечто большее, чем просто изготовление коробки из углеродистой стали, облицовка стен огнеупором, прокладка через нее технологических трубопроводов и нагрев труб с помощью горелок.Хотя это может описывать этапы проектирования в расплывчатых деталях, в нем не отражаются сложности, связанные с проектированием печи пиролизера. Знание того, что следует учитывать и оценивать, может быть разницей между успехом и неудачей.
Ключевые соображения при проектировании системы пиролиза включают состав сырья, теплоту реакции пиролиза и кинетику реакции, теплопередачу, необходимую для достижения кинетики, конструкцию системы, обеспечивающую теплопередачу, а также пилотные испытания и масштабирование.
Состав сырья
Содержание влаги (MC) в сырье и состав определяют конструкцию пиролизера, потому что они определяют необходимое тепло для пиролизера.MC легко определяется путем измерения потерь при сушке (LOD). В отличие от этого, многие методы, используемые для определения состава сырья, требуют больших затрат времени в лаборатории и дороги, но получение состава имеет важное значение для проектирования.
Как минимум, Merrick & Co. выполняет окончательный и приблизительный анализ проб сырья. В качестве альтернативы данные по обычному сырью доступны из общедоступных источников, таких как Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии в Голдене, Колорадо.Меррик часто выполняет характеристику сырья, используя данные из таких источников, как NREL, в качестве первого приближения, чтобы быстро запустить проекты. Фактический анализ сырья затем подтверждает использование этих данных в ходе реализации проекта.
Характеристика состава сырья помогает предсказать характер разложения. Различное сырье требует разной температуры и разного количества тепла для разложения. Если вы спроектируете пиролизер для неправильного состава сырья, он не будет работать эффективно.Что еще хуже, это может вообще не работать.
Теплота реакции пиролиза,
Кинетика реакции
Теплота реакции пиролиза — это количество тепла, необходимое для разложения и испарения летучих веществ в исходном сырье. Важно отметить, что он не учитывает количество тепла, необходимое для повышения температуры сырья до температуры пиролиза, то есть явного тепла.
Во время пиролиза происходит множество химических реакций. Некоторые из них являются экзотермическими, а другие — эндотермическими, и эти реакции различаются в зависимости от исходного сырья.Из-за этой сложности опубликованные значения теплоты реакции пиролиза сильно различаются для исходного сырья. Проверка опубликованных значений посредством экспериментальных испытаний имеет решающее значение для обеспечения работоспособности пиролизера. Пиролизер никогда не должен разрабатываться исключительно на основе опубликованных значений теплоты реакции пиролиза.
Знание состава сырья и разложения каждого компонента позволяет моделировать общее поведение разложения. Процент превращения каждого компонента зависит от температуры.Понимая кинетику реакции, можно определить требуемую температуру на выходе из полукокса и время пребывания. Программное обеспечение для моделирования пиролиза использует параметры реакции, такие как суммированные Miller & Bellan, для расчета выхода продукта в зависимости от температуры.
Проектирование теплопередачи, анализ
После понимания реакции пиролиза следующим шагом будет разработка системы теплопередачи, которая сможет ее реализовать. Термохимическое разложение при пиролизе происходит в отсутствие кислорода, что требует непрямого нагрева сырья.
Горелки загораются в топку, выделяя дымовой газ, который действует как теплоноситель. Теплообмен внутри топочного ящика представляет собой сложное сочетание теплопроводности, конвекции и излучения. В некоторых конструкциях используются горелки с лучистыми стенками, которые нагревают огнеупор на стенках печи, которые затем излучают тепло в камеру пиролиза. Другие конструкции конвективно нагревают камеру пиролиза за счет продувки дымового газа через стенки камеры пиролиза.
Независимо от используемой технологии нагрева, модель теплопередачи должна точно учитывать все механизмы теплопередачи в конструкции печи.Моделирование конструкции теплопередачи печи вручную требует сложных и трудоемких ручных расчетов. К счастью, существует программное обеспечение для вычислительной гидродинамики, которое значительно увеличивает мощность и сложность моделирования теплопередачи. Программное обеспечение также обеспечивает визуализацию тепловых искажений, что помогает идентифицировать горячие и холодные точки.
Без сложного моделирования проектирование системы пиролиза часто является предположением или методом проб и ошибок. Программное обеспечение CFD помогает избавиться от предположений при проектировании.
Независимо от того, как камера пиролиза нагревается снаружи, ее стенки нагревают биомассу за счет теплопроводности снизу и излучения сверху. Кроме того, газы, выделяющиеся во время реакции пиролиза, также нагревают биомассу за счет конвекции. Понимание природы этой теплопередачи и способов ее достижения представляет еще более сложные задачи. Программное обеспечение CFD еще раз помогает облегчить эти проблемы, точно моделируя конструкции, чтобы гарантировать, что они обеспечивают необходимую теплопередачу для осуществления реакций пиролиза.
Соображения при проектировании системы
После завершения проектирования процесса и теплопередачи команда разработчиков должна принять несколько важных решений относительно материалов, опор труб и теплового расширения, систем подачи материала и внутреннего транспорта и, наконец, ремонтопригодности.
Материалы: Выбор материалов — один из наиболее важных аспектов конструкции пиролизера. Они должны быть способны работать при температурах, лежащих в зоне их ползучести, и при этом сохранять пластичность.Кроме того, они должны выдерживать термоциклирование, вызванное частыми остановками и запусками. Они могут также противостоять науглероживанию, коррозионному растрескиванию под действием хлорида или сульфидному растрескиванию под напряжением, или даже всем трем. Как правило, материалы для компонентов внутри короба печи представляют собой жаропрочные нержавеющие стали, такие как 304 H или 310, или сплавы с высоким содержанием никеля.
Чтобы справиться с жесткими требованиями, помощь опытного металлурга неоценима, особенно потому, что материалы, которые могут выдерживать такие тяжелые условия эксплуатации, как правило, очень дороги.Слепой выбор материалов может обойтись в миллионы и отложить проект на месяцы, если не годы.
Опоры для труб и термическое расширение: Еще одним важным фактором при проектировании являются опоры для труб. Опоры для труб, допускающие тепловое расширение и сжатие, имеют решающее значение для предотвращения отказов трубопроводов. Опоры требуют специальной конструкции, так как части могут находиться внутри и снаружи топочного бокса. Из-за сильного нагрева опоры внутри ящика обычно изготавливаются из нержавеющей стали 304 H или 310.Проблема еще больше усложняется тем фактом, что трубы испытывают тепловое расширение во всех направлениях. Эту проблему часто решает фиксация одного конца труб, позволяющая другому двигаться во время термоциклирования. Обычно требуются ролики или скользящие пластины, а также опоры постоянного усилия. Учет этих статей в смете очень важен, так как они тоже довольно дороги.
Если часть горизонтальных технологических труб выступает за пределы корпуса печи, а пиролизер имеет несколько участков, в корпусе печи потребуются выдвижные панели для обеспечения их теплового расширения.Эти панели должны герметизировать печь, позволяя трубам двигаться в продольном и вертикальном направлениях. Это также верно для вертикальных технологических труб, которые выступают за пределы топки. Для них требуются скользящие пластины, которые позволяют им расти в вертикальном направлении и перемещаться в продольном направлении.
Системы подачи материала и внутренней транспортировки: Важным аспектом конструкции, которому часто не уделяется должного внимания, является система подачи биомассы.Обычно это конвейеры, ковшовые элеваторы, бункеры и стопорные бункеры. По нашему опыту, многие конструкции пиролизеров не уделяют достаточно внимания или опыта системам обращения с сырьем, несмотря на то, что они часто являются основными причинами отказов системы пиролиза.
Решение очистить процесс от кислорода вместо простого ограничения поступления воздуха — еще одно важное соображение в процессе принятия решения. Для ограничения количества воздуха (кислорода), поступающего в систему, доступны различные типы клапанов.К ним относятся клапаны, такие как ножевые затворы или поворотные, и каждый тип имеет как свои преимущества, так и недостатки.
Если выходом является продувка кислородом, система, вероятно, требует создания вакуума. Однако использование вакуума сильно ограничивает возможности клапана. Тщательная консультация с поставщиками клапанов является обязательной для взвешивания компромиссов. Учет стоимости важен, потому что цены на клапаны сильно различаются в зависимости от типа.
Основным конструктивным решением пиролизера будет способ перемещения биомассы внутри печи.Использование здесь слова «базовый» вводит в заблуждение, потому что при использовании скребкового конвейера, шнекового винта или какого-либо другого метода впереди еще много проблем. Компонент должен выдерживать высокие температуры и очень грязные условия, что затрудняет использование подшипников. Кроме того, очень важен учет теплового роста. И что наиболее важно, подвижное устройство должно обеспечивать нагрев биомассы.
Ремонтопригодность: Практически все конструкции пиролизеров требуют внешних платформ для обслуживания.Хотя их нетрудно сконструировать по сравнению с самим пиролизером, они могут легко стоить 300000 долларов, если пиролизер имеет несколько уровней. Платформы необходимы для обслуживания приводных агрегатов, горелок, опор труб и другого основного оборудования. Ежедневный запуск завода практически невозможен без средств обслуживания оборудования.
Обработка газа: При обращении с паром, выходящим из камеры пиролиза, необходимо тщательно продумать дизайн.Эти горячие пары, вероятно, содержат тяжелые углеводороды, которые легко конденсируются и образуют тяжелые масла и смолы при контакте с любыми более холодными поверхностями (например, выпускными трубопроводами, клапанами, фильтрационным оборудованием). Что еще хуже, пары также переносят частицы сажи, которые увеличивают риск закупоривания и закупоривания. Обращение с тяжелой нефтью, смолой и твердыми частицами полукокса — это основная точка отказа в системах пиролиза и газификации. Задача состоит в том, чтобы удалить твердые частицы сажи до того, как они попадут ниже по потоку, и предотвратить конденсацию тяжелых нефтей и смол.
Большинство конструкций пиролизных систем удаляют твердые частицы из паров пиролиза на выходе из камеры пиролиза. В них используется гравитационное осаждение, центробежное разделение (например, циклонный сепаратор) или фильтрация, или их комбинация. Удаление твердых частиц сохраняет качество продукта, помогает предотвратить закупорку на выходе и может снизить затраты на очистку сточных вод в некоторых конструкциях. Однако предотвращение конденсации становится критически важным, чтобы избежать засорения фильтра тяжелыми маслами и смолами. Фактически, трубопровод часто имеет электрический обогреватель на всем пути от выхода пиролизера, через циклон и до оборудования для закалки.
Свечные или рукавные фильтры сложно реализовать успешно. Керамические сетки могут выдерживать технологические температуры, но эти типы фильтров требуют дополнительных конструктивных особенностей для продления срока их службы. Для большинства конструкций требуется обратная пульсация фильтрующего материала для удаления угольной корки. Кроме того, очень важно поддерживать повышенную температуру и предотвращать конденсацию. Обычные методы — это нагнетание горячих дымовых газов и минимальное сжигание фильтров.
В целом, отказ от изгибов и фитингов в нагнетательном трубопроводе и размещение фильтрующего оборудования непосредственно на выходе (ах) камеры пиролиза снижает вероятность конденсации и уноса твердых частиц. Кроме того, исследование конструкций, в которых горячие дымовые газы, выходящие из печи пиролизера, используются для нагрева выпускного трубопровода и фильтрующего оборудования, может быть экономичным способом предотвращения конденсации.
Пилотные испытания, масштабирование
Сохранение критических проектных характеристик во время масштабирования оборудования позволяет точно прогнозировать параметры процесса на основе данных, собранных во время пилотных испытаний. Понимание характеристик теплопередачи от пилотного до полномасштабного в пиролизере имеет важное значение.Существуют услуги по моделированию ожидаемой теплопередачи, которая служит основой для проектирования оборудования пилотной установки. Во время пилотного проекта сбор данных должен подтверждать расчетные данные по теплопередаче для использования при проектировании оборудования промышленного масштаба.
Понимание и оценка изменений отношения площади поверхности к объему от опытной камеры пиролиза к коммерческой имеет решающее значение для успешной работы. Пилотные установки меньшего размера обычно больше полагаются на теплопроводность, в то время как более крупные промышленные установки используют больше излучения и конвекции для передачи тепла биомассе.Неспособность понять и количественно оценить эти параметры увеличения масштаба приводит к недостаточному нагреву в промышленных масштабах.
Еще одна проблема, вызывающая беспокойство при расширении, — это транспортировка материалов. Во время пилотных испытаний часто не обращают внимания на погрузочно-разгрузочное оборудование, но это может создать непредвиденные эксплуатационные проблемы в коммерческих масштабах. Например, вывоз биомассы лопатой на вход пиролизера на пилотной установке может скрыть необходимость в поворотном клапане или питателе с живым дном, который равномерно подает биомассу и снижает попадание воздуха в промышленном масштабе.Как обсуждалось ранее, игнорирование работы с материалами может привести к огромным задержкам и дорогостоящим перерасходам.
Учитывая все вышесказанное, проектирование пиролизных печей включает множество этапов. Время, затраченное на планирование и правильное выполнение этих шагов, напрямую определяет уровень успеха, которого достигнет ваша технология. Типичный полный комплект производственных чертежей содержит от 250 до 300 листов, и на проектирование печи и начало изготовления может уйти от 4 месяцев до 1 года.Неспособность распознать это на начальном этапе может привести к проблемам с бюджетами и инвесторами в дальнейшем.
————————————— Боковая панель ——— ————————————————— ——-
Что можно и чего нельзя делать при проектировании пиролизера
Следует:
• Определите состав вашего сырья. Если вы проектируете не тот материал, ваш пиролизер может работать неправильно.
• Определите, подходит ли очистка процесса от кислорода или просто ограничение поступления воздуха для вашей конструкции, и выберите клапаны соответственно.Имейте в виду, что может потребоваться вакуумный насос.
• Смоделируйте теплопередачу до самого исходного материала. Даже если тепло поступает в камеру пиролиза, оно может не попасть в биомассу и достичь необходимого преобразования.
• Определите время пребывания исходного материала в печи. Это позволяет избежать недоварки или переваривания биомассы.
• Выберите горелки, прежде чем обращаться за разрешениями на выбросы. Решение этой проблемы после реализации горелок с достаточно низким уровнем выбросов, которые не существуют, вызывает ненужные головные боли и задержки.
• Выполните анализ напряжений в трубе, чтобы учесть термическое расширение и спроектировать опоры для труб. Предположение приводит к сбоям в использовании дорогих материалов и оборудования, а также к длительным задержкам.
• Учет подготовки газа. Бэкэнд процесса вызывает большинство сбоев в работе.
• Наконец, правильное проектирование и тестирование подъемно-транспортного оборудования имеет важное значение для непрерывной работы завода. Нет ничего хуже, чем простаивающая установка из-за сбоев при перемещении сырья.
Не делайте:
• Переходите прямо от рабочего стола к производству.Настольные системы в значительной степени зависят от теплопроводности, в то время как в производственных единицах преобладают излучение и конвекция. Разрабатывайте модели и следите за процессом проектирования для успешного масштабирования.
• Недооценивайте систему кормления. Перемещение биомассы — сложная задача, и не имеет значения, насколько хороша ваша печь, если в нее не поступает сырье.
————————————— Боковая панель ——— ————————————————— ——-
Авторы: Брэдли Уэйтс,
Памела Баззетта и Кристал Бличер
Merrick & Co.
www.merrick.com
303-751-0741
Конструкция печи: множество проблем, которые можно решить
Сегодня многие процессы включают в себя различные типы топочных печей с излучающими и конвекционными змеевиками, в которых используется процесс. Как и в случае с большинством механического оборудования, этот процесс нагревается сильнее и длится дольше. Дизайнеры ищут материалы и конструкции, которые могут оправдать ожидания производства. С расширением ограничений надежность также становится проблемой. Из-за экзотических материалов, используемых в некоторых печах, катастрофический отказ обычно может привести к длительному простою из-за доступности материала.
Из-за этих экстремальных условий опорная конструкция змеевиков печи также работает на пределе возможностей. Часто скорость потока выше, а режим двухфазного потока приводит к потенциальным проблемам с вибрацией змеевиков. Часто возникает ситуация ловушки-22, когда требуются тяжелые опоры для предотвращения вибрации, но это вызывает проблемы с тепловым расширением. Чтобы усложнить проблемы для проектировщика, печные трубы обычно работают на кривой разрушения под напряжением в диапазоне ползучести материала.
Внутри процесса содержатся переходные условия процесса во время переключения подачи, которые иногда игнорируются. В течение этого переходного периода напряжение меняется со временем. Это событие, управляемое напряжением, может быть ослаблено. По мере того, как возникают пиковые скорости напряжения / деформации, ползучесть ускоряется до тех пор, пока не произойдет саморелаксация и возникнут отклики системы, контролируемые нагрузкой. Эти переходные процессы могут значительно сократить срок службы затронутых компонентов.
Можно резюмировать несколько основных вопросов проектирования печи следующим образом:
1.Соответствие технологическим требованиям
2. Материал трубы печи
3. Возможная вибрация
4. Малоцикловая термическая усталость
5. Разрушение труб под напряжением
6. Предел ползучести труб
7. Разрушение под напряжением и ползучесть опор
8. Переходные процессы
9. Динамика жидкости в печи
10. Конструкция горелки
11. Органы управления печью
Каждый раз, когда владельцы желают модернизировать свою печь, рекомендуется просмотреть одиннадцать пунктов выше вместе с вашим специалист по печи или консультант.
Во многих конструкциях печей типичный механический анализ ограничивается упругим откликом системы. Это связано со сложностью проведения пластического анализа на ползучесть. Хотя анализ упругости хорош для проектирования с первого прохода, он не дает адекватного определения перераспределения нагрузки, которое произойдет при ползучести.
С помощью современных конечно-элементных инструментов можно точно оценить печь с учетом пластической реакции с ползучестью. Кроме того, был сделан большой прогресс в области изготовления трубок.Теперь можно точно оценить механический отклик, чтобы гарантировать надежную работу печи. Эти же инструменты также используются для изучения использования возможных современных материалов в печи. Подпрограммы ползучести и упругой пластики включены в модели конечных элементов для оценки реакции. Всегда полезно разработать числовое испытание на растяжение для сравнения с фактическими данными испытаний. Это также должно быть сделано в диапазоне ползучести. Важно проверить модель, прежде чем переходить к реальной модели печи.Другой аспект — определение фактического веса всех компонентов и оборудования. Как правило, печная арматура тяжелая и в некоторых случаях специально выкована для данной конфигурации. Важно учитывать эффекты затенения в лучистой части печи. Эти эффекты могут привести к изгибу трубы и заклиниванию опорных механизмов от запуска до отключения.
Инструмент вычислительной гидродинамики также используется для оценки распределения температуры и потока в печи.Дизайнеры могут моделировать численно и прогнозировать реакцию печи. Эти модели включают размещение горелки для учета локальных условий теплопередачи. Общие характеристики теплопередачи могут быть улучшены для оптимизации конструкции и повышения производительности.
При правильном подходе и инструментах опытный проектировщик печи может разработать механически надежную печь с высокоэффективной топкой. Все проектные работы должны выполняться под руководством инженера, компетентного в проектировании печи.
Для получения дополнительной информации посетите сайт www.knighthawk.com или позвоните по телефону (281) 282-9200.
Часто задаваемые вопросы по конструкции
»Запись в печи
Практически на всех предлагаемых нами продуктах используются три процесса печати: офсетная, цифровая или шелкография.
Офсетная печать относится к процессу использования пластин, которые переносят изображение на валик, на который наносится краска (известный как цилиндр пластины), а затем смещается на другой цилиндр (известный как «резиновое полотно»).Затем изображение накатывается на листы бумаги. Этот процесс дает более четкое и резкое конечное изображение, и именно от него офсетная печать получила свое название.
Преимущества офсетной печати:
- Эффективная цена при больших объемах (чем больше вы печатаете, тем дешевле становится цена)
- Можно использовать более широкий диапазон типов бумаги для печати с индивидуальной обработкой
- Лучшее управление цветом и доступность большего количества чернил Pantone, что обеспечивает более высокое качество конечного продукта.
- Вы можете печатать с более высоким качеством, с большей детализацией и более резкими изображениями
Цифровая печать включает в себя процесс, при котором изображение обрабатывается с компьютера и затем печатается непосредственно на бумаге вашего продукта. Подобно лазерному принтеру, который использует тонер, или некоторым более крупным принтерам, использующим жидкие чернила, цифровая печать устраняет этапы традиционного офсетного принтера (где задействованы пластины) и вместо этого переносит чернила на бумагу одновременно.Этот процесс обеспечивает получение полноцветной печати всего за один проход через принтер, что занимает меньше времени на печать и дешевле для заказов на печать небольшого объема.
Преимущества цифровой печати:
- Быстрый оборот
- Менее дорогая печать малых тиражей
- Возможность работы с переменными данными (имена, адреса, коды или нумерация можно легко распечатать)
- Меньше бумажных отходов
Куртки, буклеты, вкладыши, этикетки для виниловых пластинок и т. Д. Печатаются офсетным способом.Мы даже можем печатать полноцветные изображения на CD и DVD с помощью офсета. Иногда небольшие тиражи вкладышей и откидных обложек можно печатать с помощью высококачественной цифровой печатной машины, потому что теперь они предлагают такой же великолепный внешний вид и качество офсетной печати по более низкой цене.
Шелкотрафаретная печать — это процесс нанесения краски на трафарет и проталкивания ее через отверстия в трафарете для создания изображения на поверхности основы. Он наиболее подходит для трехцветной печати, особенно если это цвета Pantone и для плотного покрытия чернилами.Шелкотрафаретная печать может включать до 5 отдельных цветов для четырехцветной печати (CMYK) и рекомендуется для любого заказа наклеек или заданий на компакт-дисках, когда используются только сплошные цвета и не используются фотографические изображения.
Преимущества шелкографии:
- Большие однотонные участки
- Смелый дизайн
- Чернила глянцевые
Недостатки шелкографии:
- Фотографии и растровые изображения
- Растрированный текст
- Мелкий или мелкий текст и изображения
Проектирование крекинг-печи с помощью компьютерного приложения
Апрель 2000
Примеры того, как метод, известный как вычислительная гидродинамика (CFD), был использован для улучшения и оптимизации конструкции крекинг-печи. Авторы описывают моделирование, используемое для излучающих секций и секций рекуперации тепла.
Дитер Кауфманн и Дитер Михайлович
Linde AG
Краткое содержание статьи
Современная крекинг-печь в паровой крекинг-установке — очень сложное устройство. Он состоит из различных компонентов, оптимизированных с точки зрения процесса, энергии, механики и цены. Взаимодействие этих компонентов не всегда очевидно для наблюдателя (рисунок 1).В конвекционной секции углеводородное сырье предварительно нагревается от дымовых газов, смешивается с разбавляющим паром и перегревается. Сам крекинг — преобразование цепей крупных углеводородных молекул в малые молекулы олефинов, предпочтительно этилена и пропилена — происходит в трубах крекинга. Эти трубы подвешены внутри излучающей секции и зажигаются снаружи.
В следующих охлаждающих теплообменниках продукт реакций крекинга быстро охлаждается, чтобы остановить химические реакции.Образующийся крекинг-газ затем направляется в секцию фракционирования через линию крекинг-газа.
Помимо подготовки углеводородного сырья, часть тепла дымовых газов обычно утилизируется для получения перегретого пара высокого давления. Поэтому питательная вода котла предварительно нагревается в конвекционной секции и направляется в паровой барабан. Кипящая вода непрерывно отводится в естественном цикле в вышеупомянутые теплообменники резкого охлаждения, где вода испаряется. Произведенный насыщенный пар снова собирается в паровом барабане и перегревается в конвекционной секции.
После этого заключительного этапа, который обычно регулируется по температуре, произведенный пар высокого давления направляется в паропровод высокого давления установки.
Для удовлетворения растущих требований и требований к этому продукту, особенно в отношении экологических аспектов или снижения затрат, необходимо постоянно улучшать конструкцию печи. Эффективным инструментом для достижения этой цели является подход вычислительной гидродинамики (CFD). Обладая потенциалом для визуализации сложных процессов в этом блоке, он способствует лучшему пониманию его функционирования и возможности выполнять оптимизацию конструкции.
В этой статье используются примеры проектирования, чтобы продемонстрировать, как Linde использует метод CFD для улучшения и оптимизации конструкции крекинг-печи. Подробно рассматриваются следующие примеры:
— Моделирование лучистого сечения печи с комбинированной топкой
— Замена смешанного обжига чистым напольным обжигом
— Сравнение операционных данных и CFD-моделирования
— Конструкция конвекционной секции для больших печей крекинга.
Моделирование лучистой части
Моделирование лучистой секции крекинг-печи методом CFD является сложной задачей.Внутри этой излучающей секции установлены излучающие змеевики, которые необходимы для процесса растрескивания. В этих трубах происходит сам процесс крекинга, когда длинные углеводородные цепи сырья разделяются на короткие, в основном олефиновые, фракции. Этот процесс очень эндотермический.
Требуемая энергия передается радиационным трубам от огня, окружающего эти трубки. В теплопередаче преобладает излучение, но до определенной степени имеет место и конвективная теплопередача. Моделирование этого процесса в основном осложняется тем фактом, что радиатор (радиационные трубы) имеет градиент не только по длине печи, но и по высоте печи. Температура топки показывает аналогичное поведение.
Опыт показывает, что труднодоступная передача тепла от процесса сгорания к излучающим змеевикам для рассматриваемой геометрии топки в основном зависит от градиентов высоты топки. На эти градиенты в основном влияет расположение горелки и соответствующий профиль пламени.В отличие от этого поведения, градиенты длины печи не имеют большого значения из-за общих размеров излучающих коробов, которые обычно длинные и узкие (рис. 2).
Поэтому в качестве расчетной области выбран только тонкий срез по всей высоте топки, а не вся топка (как показано на рисунке 2). Этот слой выбирается таким образом, чтобы моделировать репрезентативную комбинацию горелок для пола и боковых стен, а также соответствующую секцию излучающих змеевиков. По определению, расчетная область учитывает только небольшой процент теплообмена печи и не учитывает любое взаимодействие с соседними газовыми областями или с передней и задней стенками.
Таким образом, этот подход фактически имитирует «бесконечную» длину коробки с должным образом равномерным распределением тепла по длине печи, что оправдано общими размерами коробки.
Преимущество такого выбора расчетной области заключается в высоком разрешении локальной сетки, достижимом с приемлемыми усилиями. Благодаря такому подходу можно гарантировать, что особенно горелки, соответствующее пламя и излучающие трубы могут быть смоделированы очень подробно. Пример разрешения сетки в районе напольных горелок показан на рисунке 3.
Головка горелки детально смоделирована с фактическими размерами топливного сопла, завихрителя первичного воздуха и каналов вторичного воздуха на наружном кольце горелочного камня. На рисунке также показана часть нижней части излучающего змеевика, которая геометрически упрощена в области возвратного колена. Фактическая поверхность змеевика, которая определяет передачу тепла от обжига до процесса растрескивания, остается постоянной.
Такой элемент баланса обычно моделируется примерно с одним миллионом элементов сетки, и для каждого элемента должно быть решено каждое соответствующее уравнение сохранения, то есть уравнения сохранения массы, импульса, энергии и сохранения частиц для соединений упрощенного механизма горения. а также моделирование турбулентности, приближается перенос излучения и образование сажи.
В результате подробное моделирование горелок позволяет очень точно прогнозировать динамику жидкости в топке, размеры пламени, профили пламени и, наконец, очень точное прогнозирование общей теплопередачи внутри излучающей камеры.
СКАЧАТЬ ПОЛНУЮ СТАТЬЮ
Permatech Services — Проектирование печи
Полный ремонт печи под ключ
Будь то проектирование небольшой литейной системы, требующей минимальной технической помощи, заказная система желоба с высокой пропускной способностью или полная реконструкция печи под ключ с формами до 10 тонн, Permatech Engineering Services имеет опыт, чтобы выполнить эту работу.Команда Permatech использует широкий спектр производственных возможностей в сочетании с производственным и инженерным опытом для удовлетворения практически любых требований по обработке металлов. Эта группа также может помочь предприятиям понять и решить проблемы, а также очень быстро внедрить необходимые улучшения или решения.
Технология больших блоков Permatech
Permatech представила инновационную концепцию печи «большой блок» и сегодня признана лидером отрасли в производстве крупных сборных железобетонных печных блоков с предварительным обжигом.Команда инженерных услуг Permatech является лидером отрасли в разработке
использование огнеупорных профилей BIG BLOCK для плавильных печей и раздаточных печей для алюминия.
Основные преимущества:
30-40% Меньше затрат на установку
На 50-60% меньше затрат на просушку
40-60% Меньше времени на восстановление
ПЕРМАТЕК ПРЕИМУЩЕСТВО
- Конструкция футеровки печи
- Подготовка всех чертежей
- Услуги по установке
- Полная ведомость материалов и спецификация материалов
- Монтаж под ключ
Замена футеровки печи — «Можно ли произвести футеровку металл к металлу за семь дней?»
В этом сообщении для Aluminium Times от IMS и Permatech, Inc предполагается, что использование опыта Permatech в производстве и установке огнеупорных материалов для сборных сборных блоков дает возможность заменить футеровку печи с металла на металл за семь дней.