ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ПЕЧЬ

Полезная модель относится к бытовым отопительным устройствам, в частности, к аккумулирующим воздухонагревателям и может быть использована для отопления жилых и нежилых помещений.
Печь является одним из важнейших элементов русского быта. Использование в печи теплоаккумулирующей вставки, вместо просто металлической топки, позволит быстро накопить большой объем тепла и сохранить его за счет выполненной вставки из кирпича. Передача накопленного печкой тепла осуществляется путем передачи тепла непосредственно от кирпича в процессе его нагревании и остывания, как и у печки, сложенной полностью из кирпича.
Из уровня техники известна печь, содержащая топку и газоход топки в виде металлической трубы, связанный с вертикальной дымовой трубой. Топка снабжена, по меньшей мере, двумя охватывающими кладку полыми металлическими кожухами, причем внутренняя полость охватывающего и расположенного снаружи кожуха заполнена теплоизолирующим наполнителем. (Смотри описание полезной модели к патенту №81084, МПК A63C 17/00, «Печь»).
Это техническое решение сложное по конструкции, так как выполнена как отопительно-варочная печь, наподобие русских печей. В качестве теплоаккумулирующего наполнителя является засыпной элемент: песок, галька, отходы стекла, керамики, минерального сырья и горнодобывающей промышленности, что не всегда является удобным для использования.
Известна печь теплоаккумулирующая, содержащая кожух и установленную с зазором относительно окружающего ее кожуха печную вставку, представляющую собой сборную конструкцию, соединенные элементы которой образуют топочную камеру, дымовой зуб и дымосборник. При этом составляющие печную вставку элементы выполнены из талькохлорита. (Смотри описание полезной модели к патенту РФ №66012, МПК F24H 7/00, «Печь теплоаккумулирующая»).
В данном техническом решении рассматривается упрощенная конструкция, как печная топка без дымовых каналов. Эти каналы препятствуют выходу горячих отходящих газов от топки сразу в трубу. Печная вставка выполнена из талькохлорита (он есть только в Петрозаводске, Карелии и на Урале). То есть материал очень редкий, дорогой, требует специальной переработки в плиты специальных форм и размеров в заводских условиях
Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранной в качестве прототипа является конструкция сборной теплоаккумулирующей печи, содержащей основание, фронтальную стенку с отверстиями для загрузки топлива и подачи свежего воздуха, боковые и заднюю стенки, плиту, калорифер с крышкой и распирающий колосник. Стенки выполнены с залитыми или засыпанными теплоаккумулирующими элементами из огнеупорных материалов и расположенными с возможностью обеспечения образования единого непрерывного канала для выхода дымовых газов, при этом внутри элементов выполнены сквозные отверстия с входом в помещение, обеспечивающие циркуляцию и прогрев воздуха. (Смотри описание изобретения к патенту РФ №2076278, МПК F24B 1/24, «Сборная теплоаккумулирующая печь для сжигания твердого топлива»).
Данная модель печи может изготавливаться только посредством литейного производства в заводских условиях, что очень серьезно удорожает конструкцию и делает ее мало ремонтопригодной. Маленький объем термоаккумулирующей засыпки не позволяет ей надолго накапливать и сохранять тепло. К недостаткам этой печи следует отнести невысокую мобильность при сборке и разборке. Также недостатками печи является низкая теплопередача от разогретого крупнодисперсного теплообменного материала и морально устаревший дизайн печи, обусловленные применением крупнодисперсного теплообменного материала разного размера.
В основу полезной модели поставлена техническая задача - создание отопительной печи, обладающей улучшенными тепловыми характеристиками в сравнении с ближайшим аналогом, позволяющей быстро отапливать помещение, в котором такая печь установлена, после ее растопки, а также отдавать тепло в течение длительного времени после завершения процесса горения топлива. Повышение эффективности работы печи за счет развития поверхности теплообмена между горящим топливом и теплоаккумулирующей вставкой, увеличении теплоаккумуляционной способности печи.
Технический результат достигается созданием конструкции теплоаккумулирующей печи для сжигания твердого топлива, состоящей из трех составных коробов. Внешний короб вставлен в основание печи, сверху на нем закреплена плита с трубой. На фронтальной стороне внешнего короба расположена топочная дверца с отверстиями для подачи воздуха в топку. Внутри внешнего короба установлены два внутренних короба меньших размеров. Один из них является топочной камерой для сжигания топлива, и имеет отверстие, расположенное напротив дверцы для загрузки топлива внешнего короба. Второй внутренний короб служит дымосборной камерой, в которую горячие газы из топочной камеры попадают через отверстия в верхней части обоих внутренних коробах. Внутренние короба установлены внутри внешнего короба на подовой лист, на котором и происходит горение топлива. Труба, которая расположенная над дымосборной камерой, опущена почти донизу конструкции, формируя тем самым систему дымоходов в печи. В конструкции трубы предусмотрено дополнительное отверстие, которое закрывается дверцей-заслонкой, управляемой через шток, выведенный наружу. При открытой дверце-заслонке горячие газы из топочной камеры попадают сразу в трубу, минуя дымосборную камеру. При закрытом отверстии, дымовые газы вынуждены опускаться к низу дымосборной камеры, прежде чем они попадут в трубу. Полости между коробами, подовым листом и основанием печи, заполнены теплоаккумулирующим наполнителем в виде свободно уложенного кирпича.
Таким образом, тепло из топочной части через верх попадает в дымосборную камеру, (нагревает плиту), опускается плавно вниз и через систему дымоходов, которая задерживает горячие газы из топки и направляет их к полу, где всегда холоднее, и не позволяет неостывшим газам улетать в трубу. Такая система дымоходов позволяет очень хорошо и равномерно прогревать все стенки (кирпичи), добиваясь повышенной теплоотдачи. Затем через дымовую трубу дым уходит уже наружу.
Создание данной конструкции снижает затраты на изготовления печи, повышает эффективность использования топлива для обогрева помещения. При сборке данной конструкции не требуются специальные навыки печника или сборщика.
В отличие от предложенных решений, теплоаккумулирующая печь может быть установлена и при необходимости отремонтирована в любое время года. Не высокая стоимость деталей конструкции, позволяет производить быструю замену вышедших из строя элементов.
Полезная модель поясняется чертежами и примером его осуществления.
На фиг. 1 изображен чертеж теплоаккумулирующей печи.
На фиг. 2 изображено фото печи.
Печь теплоаккумулирующая (фиг. 1-2) содержит внешний короб 1, основание печи 2, фронтальную стенку 3 с топочной дверцей 4 для загрузки топлива, внутренний короб-топка 5, внутренний короб - дымосборная камера 6, дополнительное отверстие в трубе с поворотной задвижкой 7, ручка-шток для управления задвижкой 8, плиту 9, а также дымоход с дымовой трубой 10. Внутренние короба 5 и 6 установлены внутри внешнего короба на подовой лист 11, на котором и происходит горение топлива. Труба, расположенная над дымосборной камерой и опущенная почти донизу конструкции, формирует систему дымоходов в печи. Отверстия, во внешнем большом коробе, повторяют отверстия во внутреннем коробе - топке для установки топочной дверцы и лотка для сбора золы (не показано на схеме). Полость 12 между коробами, подовым листом и основанием печи, заполнена теплоаккумулирующим наполнителем в виде свободно уложенного кирпича.
Особенностью печи является использование широко и повсеместно распространенного стройматериала - кирпич. Любой кирпич, стандартной формы. Причем у конструкции высокая ремонтопригодность - сняв внешний короб можно заменить любой кирпич внутри. Тоже относится и к внутреннему коробу, который испытывает максимальные нагрузки из-за пламени. Любой внутренний короб также, при необходимости, можно заменить на новый, не прибегая к услугам специалистов. Модель печи быстро и легко разбирается и собирается, при транспортировке не нужно перевозить с собой тяжелый кирпич (его можно купить на месте).
Конструкция печи позволяет делать очень недорогую в изготовлении сборную печку из металлических каркасов-коробов с любым объемом теплоаккумулирующего материала - кирпича, самого распространенного стройматериала, без существенных изменений в конструкции (под больший объем кирпича потребуется внешний короб чуть больших размеров). К тому же в конструкции модели присутствует система дымоходов, которая задерживает горячие газы из топки и направляет их к полу, где всегда холоднее, и не позволяет неостывшим газам улетать в трубу
Для бань и саун каркасы - короба могут быть выполнены из нержавеющей стали.
Эксплуатация печи осуществляется путем обычного сжигания дров или другого твердого топлива на подовом листе, загружаемых в топку через специальное отверстие с дверкой 4. При сгорании топлива дымовые газы проходят от топочной камеры через дымосборную камеру к дымовой трубе 10. Труба, расположенная над дымосборной камерой и опущенной почти донизу конструкции, формирует систему дымоходов в печи, при которой медленно опускающиеся горячие отходящие газы в дымосборной камере очень хорошо нагревают кирпич, а восходящим каналом является опущенная почти до низа труба. Сразу под плитой труба имеет отверстие, закрывающееся поворотной задвижкой, управляемой снаружи через шток. При отрытом отверстии горячие газы из топки попадают сразу в трубу, минуя дымосборную камеру и не нагревая ее. При закрытом отверстии в трубе, газы вынуждены опускаться к низу дымосборной камеры, нагревая ее стенки.
Продолжительность периода прогрева помещения зависит от конструкции стен, габаритов помещения, атмосферных условий, интенсивности топочного процесса, качества топлива. В среднем она составляет от получаса до 1 часа.
Остывание печи происходит в течение длительного времени после прекращения горения топлива. Отопление помещения продолжается за счет продолжающейся конвекции, обусловленной отдачей печной вставкой аккумулированного тепла.
Использование предложенного технического решения позволит повысить экономичность работы печи, увеличить время ее работы при неизменном расходе топлива.
Печь эффективна в работе, удобна при транспортировке и монтаже, обеспечивает улучшение микроклимата в помещении.
Приведенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления полезной модели и промышленного применения предложенной теплоаккумулирующей печи, которая обладает простотой конструкции, может быть многократно изготовлена на любом предприятии или мастерской, и может найти широкое применение для обогрева бытовых и производственных помещений, работающих, преимущественно на твердом топливе.