Фаренгейт 8

Есть два типа дровяных печей. Первый тип – это печи с футерованным теплоизолированным топливником. Второй тип – это печи с максимальным отводом тепла от нагретых горением дров стенок топливника.

У каждого типа печей есть свои достоинства и недостатки, но в России максимальное распространение получили отопительные печи второго типа. Сегодня мы представляем новую отопительную печь второго типа. Это дровяная отопительная печь 5-го поколения «Фаренгейт».

Почему мы называем эту печь печью пятого поколения? Потому что все популярные отопительные дровяные печи из листовой стали можно условно свести к четырем, всем известным конструкциям:

1.Буржуйка.

2.Бу*****ян

3.Бу***ов

4.Огонь-батарея

Главное потребительское отличие этих печей друг от друга – структура их полезного тепла, соотношение теплового излучения и конвекции.

«Буржуйка» – это коробка, сваренная из стального листа. Это самый дешевый и простой вариант дровяной печи, три четверти тепла от которой передается тепловым излучением, почти, как от костра.

«Бу*****ян» – это печи из гнутых по окружности стальных труб, внутренняя часть которых греется пламенем, а внешняя часть видна снаружи по бокам.

«Бу***ов» – это печи, в которых вся поверхность стальных теплообменных труб полностью находится внутри стального призматического корпуса.

Обе эти трубные печи примерно половину тепла отдают излучением и лишь половину – конвекцией.

«Огонь-батарея» – это печь со стальными фасонными щелевыми конвекторами, приваренными по всей длине к топливнику печи по бокам снаружи. Три четверти тепла эта печь отдает конвекцией и лишь четверть – излучением, примерно как современные водяные радиаторы.

Поскольку эти печи выходили на рынок в хронологической последовательности, вполне можно называть их поколениями. Каждое поколение печей широко известны, имеют характерную узнаваемую конструкцию, выраженные отличительные признаки, достоинства и недостатки.

Главная проблема теплопередачи в трубных печах была ранее рассмотрена в статье «Как мы проектировали Огонь-батарею» еще в 2009 году. Проблема состоит в том, что чем далее нагреваемый воздух продвигается по раскаленной трубе, тем сильнее его температура приближается к температуре поверхности трубы и тем хуже труба охлаждается.

В печи «Огонь-батарея» вместо труб была реализована идея щелевых конвекторов, суть которой состоит в том, чтобы конвективные трубы по всей их длине были разрезаны щелями. Чтобы через эти щели внутрь подмешивались вихри холодного воздуха и охлаждение печи шло более эффективно.

Для улучшения работы щелевых конвекторов нужно было и далее увеличивать ширину щели, чтобы как можно больше холодного воздуха подмешивалось к горячему. Но чем больше ширина щели – тем больше от печи некомфортного теплового излучения.

В новой печи «Фаренгейт» мы придумали, как оборудовать ее самым эффективным механизмом отвода тепла – радиаторным оребрением, но при этом решить проблему некомфортного теплового излучения.

Радиатор с оребрением 

Оребрение  – это самый эффективный и распространенный способ для рассеивания тепла в воздухе излучением и конвекцией. Для воздушного охлаждения до сих пор ничего не придумано лучше радиатора.

Посмотрите, как выглядят радиаторы электронных устройств, радиаторы двигателей, радиаторы центрального отопления, масляные радиаторы. Вы везде увидите ряды теплопроводных металлических ребер, которые многократно увеличивают площадь отвода тепла в воздух. Вопрос: зачем это делают? Ответ: для выравнивания термических сопротивлений теплоотдачи с обеих сторон стенки.

 Если говорить совсем просто, то лучистое тепло в металл заходит хорошо, хорошо по нему проводится, а выходит из него в воздух довольно плохо. Для того, чтобы металл хорошо остывал на воздухе, максимально увеличивают внешнюю поверхность, которая соприкасается с воздухом. Внутреннюю поверхность увеличивать не нужно. Посмотрите на любой радиатор и убедитесь в этом. 

Поэтому мы надели на печь радиатор из металлических ребер. Приваренные к печи теплопроводные ребра радиатора в 5,5 раз увеличили ее теплообменную площадь. Чем лучше охлаждается печь – тем лучше она греет и тем дольше прослужит.

В отличие от теплообменных труб и даже щелевых конвекторов, холодный воздух легко заходит в широкое пространство между ребрами радиатора и эффективно их охлаждает.

Ребра радиатора не препятствуют тепловому излучению от горячих стенок печи. Но ребра имеют вогнутую форму и почти полностью экранируют тепловое излучение от печи в направлении вперед и вбок. Печь ощутимо излучает тепло, в основном, назад. А поскольку дровяные печи ставятся либо к стене, либо в угол, то тепловое излучение направлено лишь на стены сзади печи.

Верхнюю часть печи, которая нагревается потоком уходящих газов, решено использовать для нагрева воздуха развитым оребрением радиатора, а не для расположения варочной плиты. Мы посчитали это более рациональным, поскольку печи длительного горения изначально малопригодны для приготовления пищи.

Значительные расстояния между ребрами радиатора позволяют легко протирать от пыли их поверхности. Это важное преимущество печи, поскольку температура поверхностей дровяных печей способствует сгоранию и термическому разложению осаждающейся на них бытовой органической пыли.

Пыль в жилых помещениях на три четверти состоит из органики, которая включает в себя, кроме частиц эпидермиса человека, пыльцу растений, пылевых клещей, волокна тканей, споры плесени и многое другое. Температурное разложение бытовой пыли наиболее интенсивно происходит при температуре свыше 150° С.

Подача воздуха для горения с улицы

Чтобы огонь в печи горел, нужен воздух. Большинство печей и каминов, за редким исключением, берет воздух для горения из отапливаемого помещения. В этом есть определенные неудобства и даже риски. Если окна и двери в отапливаемом помещении герметичны, то печь вытягивает из него воздух. Воздух разрежается, его давление понижается, тяга в дымовой трубе снижается или исчезает, печь начинает «чихать» и дымить в помещение.

Чтобы этого не происходило, нужно держать открытой форточку, а это ведет к сквознякам. Хорошим решением считается подвести канал для притока воздуха с улицы прямо к печи.

Но даже при этом у печей длительного горения остается вероятным «опрокидывание» тяги из-за низкой температуры дымовых газов. В режиме тления тяга может запросто «опрокинуться» и дым вместе с угарным газом могут проникнуть в помещение. Особенно опасно, если это произойдет ночью, когда все спят.

Поэтому в некоторых странах даже законодательно запрещено брать воздух для горения из воздуха отапливаемого помещения.

Чтобы максимально снизить риски этого, в опорной колонне печи «Фаренгейт» сделан канал подвода воздуха с улицы. Он существенно снижает вероятность попадания газов из топки в воздух отапливаемого помещения.

Печь ставится прямо над отверстием канала подвода уличного воздуха, сделанного в полу. Как вариант, можно сделать отверстие под печью в подвал дома.

Есть вариант подвода уличного воздуха в печь через гофротрубу. Для этого в опорной колонне предусмотрен патрубок диаметром 80 мм, на который надевается и закрепляется хомутом вентиляционная алюминиевая гофротруба.

Таким образом, печь «Фаренгейт» может брать воздух для горения исключительно с улицы. Поэтому, даже в случае опрокидывания тяги, дым и угарный газ, вероятнее всего, не попадут в помещение, а выйдут на улицу.

Место примыкания опорной колонны к полу при заборе воздуха с улицы требуется выполнить газоплотным.

Внимание! Если эксплуатация печи предполагает забор воздуха из отапливаемого помещения, то следует отогнуть и удалить лепестки заглушки в патрубке на опорной колонне.

Опорная колонна-воздуховод

Вместо традиционных ножек, печь опирается на призматическую колонну с устойчивым круглым основанием диаметром 400 мм. Колонна также исполняет роль воздуховода уличного воздуха для горения.

Топливник

Топливник цилиндрической формы длиной 400 мм и диаметром 380 мм с полезным объемом 40 литров.

Коллектор дымовых газов

Коллектор дымовых газов расположен в верхней части топливника. В задней части коллектора расположен сборник выпадающих из дыма частиц сажи. В нем имеется щель для очистки от скопившейся сажи.

Защитная корзина топливника

Сменная защитная корзина предохраняет стенки топливника от экстремального теплового излучения горящих углей. Еще одна задача корзины – распределение воздуха для горения по периметру топливника - между стенками корзины и стенками топливника. Чтобы огонь горел не в середине закладки дров, а возле стенок топливника.

Колосник

Колосник расположен в защитной корзине и закреплен в ней для транспортировки. Он привычно чугунный и непривычно узкий. Его сечения вполне хватает, чтобы через него ссыпалась зола в зольник, но при этом подача воздуха в центр закладки дров минимизируется.

Зольник

Зольник печи имеет двойное дно с воздушным зазором. По верхнему дну перемещается выдвижной зольный ящик. На нижнем дне зольника расположен клапан регулировки воздуха для горения. Через него по воздушному зазору уличный воздух для горения поступает в топливник.

Клапан регулировки горения

Регулировка горения в печи производится исключительно выдвижением ручки клапана, которая расположена под крышкой ящика зольника.

Ящик зольника

Ящик зольника предназначен только для накопления и удаления золы, а не для регулирования горения. Во время горения печи он должен быть постоянно плотно закрыт.

Горловина топливника и дверца

Горловина диаметром 300 мм позволяет закладывать в печь самые толстые поленья до самого верха топливника. Через горловину удобно обслуживать коллектор дымовых газов. Дверца печи уплотнена стеклошнуром. Она оснащена оригинальными фасонными шарнирами и замком, и остекленным иллюминатором.

Версия «Фаренгейт Лайт»

Версия печи «Фаренгейт Лайт» отличается более низкой ценой, отсутствием возможности подачи уличного воздуха для горения и меньшей высотой, отсутствием ящика зольника, колосника и формой защитной корзины. Кроме того, клапан регулировки горения у печей «Фаренгейт» версии Лайт расположен в нижней части дверцы.