ПЕЧЬ ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩАЯ

Полезная модель относится к отопительным устройствам, в частности, к аккумуляторным воздухонагревателям и может быть использована для отопления жилых и нежилых помещений.
Известен камин, выполненный в виде двух независимых корпусов, зафиксированных относительно базы, например, стены, внутренний корпус которого представляет собой каркас, на котором установлены керамические блоки, образующие рабочие полости камина: открытую топочную камеру, дымовой канал и дымосборник, а внешний корпус выполнен в виде жестко связанных между собой декоративных элементов и охватывает внутренний корпус, образуя вместе с ним конвективные теплообменные полости. Отопление помещения при использовании камина происходит за счет инфракрасного излучения, испускаемого открытым пламенем и отражаемого стенками топочной камеры, и конвекции нагреваемого воздуха, проходящего между внутренним и внешним корпусами камина (пат. Росс. Федерации 2027115 С1, МПК 6 F 24 B 1/18, 1995).
Недостатком камина является применение керамических блоков в его конструкции в качестве элементов, образующих топочную камеру, дымовой канал и дымосборник. Керамические блоки, обладая, как правило, низкой теплопроводностью, не обеспечивают непосредственно после растопки камина и в процессе горения топлива интенсивную передачу тепла воздуху, проходящему между внутренним и внешним корпусами камина, в связи с чем отопление помещения за счет конвективного теплообмена отличается пониженной эффективностью, существуют значительные потери тепловой энергии с отходящими в атмосферу дымовыми газами. При этом элементы внутреннего корпуса камина, составляющие каркас, предназначенный для размещения керамических блоков, испытывают при горении топлива избыточные температурные нагрузки, что может привести к их деформации.
Наиболее близким аналогом полезной модели является печь-камин, включающая топку (каминную вставку) и размещенный с зазором относительно топки кожух. Топка печи-камина представляет собой выполненную из чугуна сборную конструкцию, соединенные элементы которой образуют полость для горения топлива, дымовой зуб (выступ в верхней части задней стенки топки) и дымосборник. В целях снижения температурных нагрузок на элементы топки, а также повышения теплоаккумулирующих способностей печи-камина топка футерована изнутри шамотными огнеупорными материалами. Отопление помещения при использовании печи-камина осуществляется, преимущественно, за счет естественной конвекции нагреваемого стенками топки воздуха (см., например: Гори-гори ясно // Камины и отопление. - 2003. - №2 (16). - С.20-30; Стеклянная дверца - эмблема уюта // Камины и отопление. - 2004. - №2 (20). - С.32-40; Ковалев В. Камин для дачи // Идеи вашего дома. - 2005. - №10. - С.264-269).
3
Недостатком печи-камина является, во-первых, низкая скорость отдачи тепла помещению непосредственно после растопки печи-камина и в процессе горения топлива, обусловленная размещением на внутренней поверхности топки шамотных огнеупорных материалов, коэффициент теплопроводности которых составляет 0,2-0,6 Вт/м·К. Как следствие, имеются большие потери тепла вместе с отходящими в атмосферу дымовыми газами. Во-вторых, в связи с невысокими удельной теплоемкостью чугуна (460-560 Дж/кг·К) и плотностью шамотных огнеупорных материалов (600-1300 кг/м при удельной теплоемкости 700-900 Дж/кг·К), применяемых при изготовлении и футеровании топки, теплоаккумулирующие способности печи-камина при сравнительно небольших ее габаритных размерах и массе недостаточны, чтобы обеспечить накопление тепла в значительном объеме с целью последующей отдачи его помещению в течение длительного времени.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание отопительной печи, обладающей улучшенными тепловыми характеристиками в сравнении с ближайшим аналогом при сходных с ним габаритных размерах и массе, 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.
Решение поставленной задачи заключается в том, что в качестве полезной модели предложена 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.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, выражается в быстром поступлении тепла в помещение непосредственно после растопки печи и в процессе горения топлива, повышении эффективности использования печью энергии горящего топлива, в том числе за счет сокращения потерь тепла с отходящими в атмосферу дымовыми газами, равномерной отдаче аккумулированного печью тепла в течение длительного времени после прекращения горения топлива.
Достижение указанного технического результата обусловлено выполнением элементов печной вставки из талькохлорита, обладающего высокими тепловыми и физическими показателями, а также конструкцией печи, в частности, расположением кожуха и печной вставки с зазором между ними. Наличие зазора обеспечивает возможность при использовании печи отапливать помещение за счет конвекции нагреваемого воздуха, а после прекращения горения топлива находящийся в зазоре воздух также выполняет роль теплоизолирующего элемента, увеличивая время сохранения тепла, накопленного печной вставкой.
На фиг.1 показан главный вид печи теплоаккумулирующей.
На фиг.2 показан разрез А-А печи теплоаккумулирующей, изображенной на фиг.1.
На фиг.3 показан разрез Б-Б печи теплоаккумулирующей, изображенной на фиг.1.
Печь теплоаккумулирующая, изображенная на фиг.1-3, включает печную вставку 1 и кожух 2, между которыми имеется зазор 3. Печная вставка 1 установлена на опоре 4, изготовленной в виде металлической рамы или выполненной в форме постамента из кирпича, бетона или любого другого аналогичного материала. Расположение печной вставки 1 с зазором относительно окружающего ее кожуха 2 обеспечивается тем, что кожух 2 жестко связан с опорой
4, например, сварным соединением или за счет применения фиксирующих устройств.
Печная вставка 1 представляет собой конструкцию, собранную из соединенных между собой в форме полых коробов элементов (например, кирпичей, плит, пластин), выполненных из талькохлорита, преимущественно, путем распила блоков из талькохлорита, добытых промышленным способом. Элементы печной вставки, а также указанные короба соединены в паз или с помощью крепежных деталей, в частности, штифтов, скоб, уголков, термостойких клея или мастики.
В верхней части печной вставки 1 образован дымосборник 5, в одной из стенок которого имеется отверстие 6, предназначенное для размещения присоединяемого к печи дымоотводящего патрубка (на фиг.1-3 не показан), а в нижней части образована топочная камера 7, снабженная отверстием 8 для размещения колосниковой решетки (на фиг.1-3 не показана) и зольника (на фиг.1-3 не показан). Со стороны передней стенки печной вставки 1 к топочной камере 7 прикреплена топочная дверца 9.
Над топочной камерой 7 находится дымовой зуб 10, представляющий собой выступ на задней стенке печной вставки 1, который защищает топочную камеру 7 от встречных воздушных потоков из дымохода (на фиг.1-3 не показан), способных вызвать задымление помещения и выброс в него продуктов неполного сгорания топлива, препятствует попаданию искр из топочной камеры 7 в дымосборник 5 и улучшает тягу при растопке печи.
Дымовой зуб 10 образован, предпочтительно, за счет размещения в одном из полых коробов, составляющих печную вставку 1, плит или пластин, выполненных из талькохлорита, имеющих трапециевидную форму и скрепленных с помощью крепежных деталей, например, штифтов, скоб, заклепок, термостойких клея или мастики.
Кожух 2 выполнен из металла или собран из плит, выполненных из керамики или природного камня. Плиты установлены на каркасе, преимущественно, металлическом, и соединены друг с другом в паз и (или) с помощью крепежных деталей, например, штифтов, скоб, уголков, термостойких клея или мастики. В верхней части кожуха 2 один из блоков установлен в форме крышки 11, соединенной разъемным или неразъемным соединением с боковыми
стенками кожуха 2. В частном случае кожух 2 образован указанными плитами, соединенными между собой без использования каркаса. В нижней части кожуха 2 имеются отверстия 12, необходимые для поступления в зазор 3 воздуха, участвующего в конвективном теплообмене, а в верхней части - отверстия 13, предназначенные для выхода нагретого воздуха в помещение, и отверстие 14 для размещения присоединяемого к печи дымоотводящего патрубка.
Горение топлива происходит в топочной камере 7. Необходимый для горения топлива воздух попадает в топочную камеру 7 через зольник и колосниковую решетку или через отверстия, выполненные в топочной дверце 9. Дымовые газы, образующиеся в топочной камере 7, поступают вдоль дымового зуба 10 в дымосборник 5, после чего через дымоотводящий патрубок отходят в дымоход.
3
Благодаря высоким плотности (2800-3000 кг/м) и коэффициенту теплопроводности (6-6,4 Вт/м·К) талькохлорита при его удельной теплоемкости 700-900 Дж/кг·К элементы печной вставки 1 начинают непосредственно после растопки печи интенсивно аккумулировать тепловую энергию горящего топлива, в том числе отбирать тепло у отходящих дымовых газов, соприкасающихся со стенками топочной камеры 7, дымового зуба 10 и дымосборника 5. Одновременно с этим через стенки печной вставки 1 происходит быстрая передача тепла находящемуся в зазоре 3 воздуху, который за счет конвекции выходит в отапливаемое помещение через отверстия 13. В свою очередь, находящийся в нижней части помещения холодный воздух поступает в зазор 3 через отверстия 12 и, нагреваясь стенками печной вставки 1, поднимается вверх, в результате чего через зазор 3 идет непрерывный поток теплого воздуха.
Остывание печи происходит в течение длительного времени после прекращения горения топлива. Отопление помещения продолжается за счет продолжающейся конвекции, обусловленной отдачей печной вставкой 1 аккумулированного тепла проходящему в зазоре 3 воздуху или передачи тепла через кожух 2 в случае отказа от использования конвективного способа отопления помещения (закрытия отверстий 13) либо за счет совместного применения указанных способов.