КАРКАСНАЯ КИРПИЧНАЯ ОТОПИТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С УЛУЧШЕННЫМИ ТЕПЛОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Полезная модель относится к тонкостенным отопительным печам, с толщиной стенки в четверть кирпича, облицованных листами из температуро-стойких материалов и собираемых в металлических каркасах. У таких печей повышенная степень сборности конструкции и поэтому они находят широкое применение. Каркасные печи характеризуются увеличенной теплоотдачей с единицей активного объема, что позволяет их делать компактными и относительно легкими [1, 2]. В то же время они относятся к отопительным приборам повышенного прогрева. На некоторых участках их теплоотдающих поверхностях температура может достигать 115°С и выше[2].
Однако такие печи обладают и существенным недостатком. Из-за того, что стенки печей имеют небольшую толщину, они не могут накопить достаточное количество тепла в процессе их топки для обогрева помещения в течение 12 ч, как принято для толстостенных печей. Через 10-11 ч такая печь полностью остывает до комнатной температуры. И поэтому количество топок необходимо увеличивать. Кроме того, у них повышенный коэффициент неравномерности теплоотдачи по сравнению с толстостенными печами [1]. Т.е. у таких печей повышенная нестабильность температуры стенок печи в процессе теплоотдачи.
Поэтому целью полезной модели является увеличение времени теплоотдачи, снижение максимальных температур на стенках печи, и снижение пульсаций температуры на поверхности печи, т.е. снижение коэффициента неравномерности теплоотдачи.
Поставленная цель достигается тем, что каркасная кирпичная отопительная печь, отличается тем, что она заключена во внешний кожух из плит, установленных с воздушным зазором по отношению к внутренним облицовочным листам.
Отопительная печь (1) собрана в металлическом каркасе (3), в котором установлены облицовочные листы (2). Вся конструкция заключена во внешний кожух (5), установленный с воздушным зазором (4). Воздушный зазор обладает значительным тепловым сопротивлением, соизмеримым с тепловым сопротивлением самого кирпича. Внешний кожух изготавливается из материала с низкой теплопроводностью. Такая конструкция печи с внешним кожухом приобретает новые тепловые свойства, которые и позволяют улучшить ее характеристики. Сам кирпич во время топки накапливает большее количество тепла и медленнее и более равномерно это тепло передает на внешнюю поверхность печи.
На фиг. 2 и 3 представлены эпюры температур при исследовании каркасной печи с помощью соответствующей конденсаторной модели [3].
На фиг. 2 эпюры температур в сечении кирпича толщиной 65 мм и на внешней стенке каркасной печи при температуре в топке 900°С, нагреве в течение 60 мин и дальнейшего остывания в течение 11 ч. Из эпюр температур видно, что максимальная температура на внешней поверхности печи достигает 170-180°С. И через 10-11 ч после начала топки снижается до комнатной температуры.
На фиг. 3 представлены эпюры температур для случая установки внешнего кожуха толщиной 12 мм с воздушным зазором 6 мм. Из эпюр видно, что за то же время топки (60 мин) средняя температура на кирпиче больше, и, следовательно, кирпич накапливает больше тепла. И теплоотдача внешней поверхности печи значительно равномерней. От максимальной 80 до 40°С.
Изменяя величину воздушного зазора, можно изменять и величину теплоотдачи поверхности печи. Поскольку стенки печи нагреваются не равномерно от горячих газов, температура которых снижается в процессе прохождения по газоходам, то подбирая величину воздушного зазора можно выравнить теплоотдачу стенок печи.
Внешний кожух из плит, позволяет значительно улучшить тепловые характеристики каркасной печи.
Список литератур
1. Семенов Л.А. Теплоустойчивость и печное отопление жилых и общественных зданий. Москва, 1950 г.
2. Школьник А.Е. Печное отопление малоэтажных зданий. Москва, Высшая школа, 1991 г.
3. Шевяков В.В. Конденсаторная модель для исследования переходных тепловых процессов в кирпичной стенке бытовой печи // Universum: Технические науки: электрон, научн. журн. 2016. №8 (29). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3566 (дата обращения: 10.11.2016).