Тепловой аккумулятор для банной печи
THERMAL ACCUMULATOR FOR BATH FURNACE

Область техники.
Изобретение относится к печам закрытого горения, конкретно к тепловым аккумуляторам для банной печи.
Уровень техники.
Известны тепловые аккумуляторы для банной печи, содержащие теплоаккумулирующие камни для обогрева помещения парилки, размещенные в емкости - каменке над топкой банной печи /RU 2598274, RU 79166/.
Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемой полезной модели относится тепловой аккумулятор банной печи /RU 79166/ для бани с раздельными парилкой, мойкой и предбанником.
Известный тепловой аккумулятор банной печи /RU 79166/ содержит теплоаккумулирующие камни для обогрева помещения парилки, размещенные врассыпную в емкости - каменке над топкой банной печи. На боковой поверхности указанной топки, выходящей в моечное помещение (мойку) бани, установлен бак (емкость) для моечной воды. Эта емкость, заполненная водой, является дополнительным водяным аккумулятором тепловой энергии банной печи и обеспечивает отдачу этой энергии в моечное помещение бани. Каменка с теплоаккумулирующими элементами выполнена с возможностью размещения в парильном отделении бани, а примыкающий к боковой поверхности топки водяной аккумулятор тепловой энергии - в моечном отделении бани, отделенном от парильного отделения глухой стеной с входными дверями. Для обогрева предбанника передняя фронтальная часть печи с загрузочной дверцей выполнена с возможностью полноразмерного выведена ее в раздевалку в проеме стены, отделяющей раздевалку от парильного и моечного помещения. Для исключения возгорания примыкающих стен проемы в стенах выполнены теплоизолированными от металлического корпуса печи.
Недостатком известного теплового аккумулятора для банной печи /RU 79166/ является ускоренное охлаждение помещений предбанника и мойки, связанное с расположением каменки печи с теплоаккумулирующими элементами в парильном отделении, изолированном по аккумулированной тепловой энергии от мойки и предбанника глухими стенами.
Задачей и техническим результатом предложенной печи является обеспечение возможности повышения степени аккумуляции (сохранения) тепловой энергии печи и ее теплоотдачи в моечное и раздевальное помещение (предбанник) бани.
Сущность изобретения
Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи обеспечивается тем, что тепловой аккумулятор для банной печи содержит теплоаккумулирующие камни для обогрева помещения парилки, размещенные врассыпную в емкости - каменке над топкой банной печи, и - теплоаккумулирующий бак с водой для обогрева мойки и использования нагретой воды в качестве обмывочной воды. Согласно полезной модели он дополнительно содержит блок сборно-разборных тепловых аккумуляторов (СРТА). Блок СРТА включает фронтальный тепловой аккумулятор (ФТА) для обогрева предбанника, продольный тепловой аккумулятор (ПТА) для обогрева парилки и мойки, а также - конвенционный аккумулятор тепловой энергии (КАТЭ) печи для дополнительного обогрева парилки. ФТА выполнен в виде сборно-разборной прямоугольной панели с посадочным проемом для установки на загрузочном туннеле печи. ПТА выполнен в виде Г-образной панели, частично разделяющей в вертикальной плоскости помещения парилки и мойки. Г-образная панель выполнена с возможностью посадки ее на верхней стороне корпуса топки параллельно продольной его оси. КАТЭ выполнен в виде двух сборно-разборных панелей с вентиляционными окнами. Панели КАТЭ выполнены с возможностью установки перпендикулярно друг к другу вдоль свободных сторон топки печи и с зазором между внутренними их стенками и корпусом печи. Сборно-разборные панели аккумуляторов ПТА, ФТА и КАТЭ выполнены из теплоаккумулирующих элементов в форме кирпичей или фигурных блоков с облицовочным керамическим покрытием и сборочными замками. Теплоаккумулирующие элементы указанных панелей выполнены из шамотного материала, глины и/или кварцевого песка методом их холодного или горячего прессования. Сборочные замки панелей выполнены в виде пар встречных шипов и выемок на сопрягаемых сторонах теплоаккумулирующих элементов панелей. Теплоаккумулирующие камни каменки выполнены в виде овальных природных камней и/или их осколков.
Такое конструктивное исполнение теплового аккумулятора банной печи позволяет обеспечить возможность установки на печи дополнительных тепловых аккумуляторов для обогрева предбанника, мойки и раздевалки и, тем самым, обеспечить возможность повышения степени аккумуляции (накопления) тепловой энергии печи и ее замедленной теплоотдачи в парилку, мойку и предбанник.
Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-10.
На фиг. 1 представлена схема установки панелей ФТА и ПТА теплового аккумулятора банной печи с раздельными парилками, мойкой и предбанником; на фиг. 2 - вид панелей ФТА, ПТА и теплоаккумулирующих камней каменки в вертикальном разрезе А-А; на фиг. 3а - «вид Б» панелей ФТА и ПТА; на фиг. 3б - вертикальный разрез С-С панели ПТА; на фиг. 4 - фотографии вида панелей ФТА, ПТА и КАТЭ со стороны парилки (парильного помещения бани); на фиг. 5 - фотографии вида теплоаккумулирующих панелей ФТА, ПТА со стороны предбанника; на фиг. 6 - фотографии вида теплоаккумулирующих панелей ФТА, ПТА и водяного аккумулятора тепла (бака 1 с водой); на фиг. 7 и фиг. 8 - - вид банной печи с посадочными местами (прямоугольная пластина и корпус загрузочного туннеля) для ПТА и ФТА со стороны водяного аккумулятора тепла и каменки соответственно; на фиг. 9 - фиг. 10 - продольный разрез банной печи и оптимальные конструктивные размеры посадочных мест для панелей ФТА и ПТА соответственно.
Цифрами на фиг. 1 - фиг. 10 обозначены:
1 - водяной аккумулятор тепловой энергии печи (емкость для нагрева моечной воды) для обогрева мойки;
2 - дымоход (дымовая труба);
3 - емкость для теплоаккумулирующих элементов (каменка);
4 - зольник;
5 - дверка загрузочная;
6 - зольный ящик (зольник);
7 - генератор пара;
8 - колосник;
9 - топка;
10 - фронтальный тепловой аккумулятор (ФТА) теплоаккумулирующей печи для обогрева предбанника;
11 - продольный тепловой аккумулятор (ПТА) теплоаккумулирующей печи для бокового обогрева мойки и парилки;
12 - посадочное место (силовая металлическая пластина) для ФТА;
13 - посадочное место (корпус загрузочного туннеля) для ПТА;
14 - теплоаккумулирующие элементы (камни) каменки 3 для обогрева парилки;
15 - конвенционный аккумулятор тепловой энергии (КАТЭ) печи для дополнительного обогрева парилки;
16 - вентиляционные окна.
Раскрытие сущности полезной модели.
Согласно фиг. 1-10 тепловой аккумулятор для банной печи содержит теплоаккумулирующие камни 14 для обогрева помещения парилки, размещенные врассыпную в емкости - каменке 3 над топкой 9 банной печи, и - теплоаккумулирующий бак 1 с водой для обогрева мойки и использования нагретой воды в качестве обмывочной воды. Согласно полезной модели он дополнительно содержит блок сборно-разборных тепловых аккумуляторов (СРТА). Блок СРТА включает фронтальный тепловой аккумулятор (ФТА) 10 для обогрева предбанника, продольный тепловой аккумулятор (ПТА) 11 для обогрева парилки и мойки, а также - конвенционный аккумулятор тепловой энергии (КАТЭ) 15 печи для дополнительного обогрева парилки.
ФТА 10 выполнен в виде сборно-разборной прямоугольной панели с посадочным проемом для установки на загрузочном туннеле 12 печи. Прямоугольная панель ФТА 10 выполнена толщиной 120-250 мм, высотой 17000-2000 мм, а ее проем для посадки на загрузочную туннель топки - с горизонтальными размерами 300-600 мм и вертикальными размерами 300-500 мм.
ПТА 11 выполнен в виде Г-образной панели 11, частично разделяющей в вертикальной плоскости помещения парилки и мойки. Г-образная панель ПТА 11 выполнена с возможностью посадки ее на силовую металлическую пластину 13 на верхней стороне корпуса печи параллельно продольной ее оси. Для этого Г-образная панель ПТА выполнена толщиной 120-250 мм, высотой 17000-2000 мм, а ее Г-образная выемка для посадки на верхнюю поверхность банной печи - с горизонтальными размерами 600-1000 мм и вертикальными размерами 800-1200 мм.
КАТЭ 15 выполнен в виде двух сборно-разборных панелей с вентиляционными окнами 16. Панели КАТЭ 15 выполнены с возможностью установки перпендикулярно друг к другу вдоль свободных сторон печи и с зазором между внутренними их стенками и корпусом печи. Для повышения аккумулирующей тепловой способности КАТЭ 15 его теплоаккумулирующие панели установлены на удалении 8-10 см от свободных боковых сторон печи.
Сборно-разборные панели аккумуляторов ПТА 11, ФТА 10 и КАТЭ 15 выполнены из теплоаккумулирующих элементов в форме кирпичей или фигурных блоков с облицовочным керамическим покрытием и сборочными замками. Теплоаккумулирующие элементы указанных панелей выполнены из шамотного материала, глины и/или кварцевого песка методом их холодного или горячего прессования. Сборочные замки панелей выполнены в виде пар встречных шипов и выемок на сопрягаемых сторонах теплоаккумулирующих элементов панелей (на фигурах не показано).
Теплоаккумулирующие камни 14 каменки 3 выполнены в виде овальных природных камней и/или их осколков.
Для контактного нагрева и обогрева мойки водяной аккумулятор тепловой энергии (бак 1) выполнен с площадью боковых поверхностей, не меньшими площади боковой поверхности печи, и емкостью для воды объемом 15-30 литров. С целью удобства использования в сельской бане воды из открытого водоема бак 1 выполнен съемным и снабжен ручками для его переноса (на фигурах не показано).
Для использования блока предлагаемых тепловых аккумуляторов разработана конструкция (фиг. 7 - фиг. 10) банной печи для бани с раздельными парилкой, мойкой и предбанником. Указанная печь содержит одностенный металлический прямоугольный корпус, в котором размещена топка 9 с загрузочной дверкой 5, с колосником 8 и зольником б. Над топкой 9 установлена емкость (каменка) 3 для теплоаккумулирующих элементов (камней) 14. Полость топки 9 соединена через систему воздуховодов с дымовой трубой 2. С боковой стороны топки 9 установлена бак 1 для нагрева моечной воды. Топка 9 с каменкой 3 выполнена с возможностью размещения в парильном отделении (парилке) бани, а примыкающий к топке 9 бак 1 для нагрева моечной воды - в моечном отделении (мойке) бани. Печь содержит посадочное место 12 для фронтального теплового аккумулятора (ФТА) 10 обогрева раздевалки, а также посадочное место 13 для продольного теплового аккумулятора (ПТА) 11 - для одновременного обогрева парилки и мойки бани. Как показано выше, посадочное место 12 для ФТА 10 обогрева раздевалки выполнено в виде прямоугольной трубы (загрузочного туннеля), установленной между корпусом топки 3 и загрузочной дверкой 5. Для этого загрузочный туннель выполнен длинной от 100 до 400 мм и с поперечными размерами от 300 до 600 мм, от 300 до 500 мм по высоте и ширине соответственно. Посадочное место 13 для ПТА 11 обогрева мойки и раздевалки содержит прямоугольную металлическую пластину, установленную с верхней стороны корпуса печи вдоль ее длины. Она выполнена толщиной от 3 до 5 мм, длинной от 300 до 700 мм и шириной от 80 до 200 мм.
Для регулировки влажности воздуха в парильном помещении печь снабжена генератором 7 пара. Генератор 7 пара содержит заливную воронку с трубой калиброванного диаметра. Свободный конец трубы генератора 7 выведен в каменку 3 в нижние слои ее теплоаккумулирующих камней 14 (на фигурах не показано).
Печь для бани с раздельными парилкой, мойкой и предбанником работает следующим образом.
Топливо загружают в топку 9 печи загружают из предбанника (фиг. 10); через дверку 5 печи и загрузочный туннель 12. Далее поджигают топливо в топке 9. При горении топлива нагреваются металлические стенки топки 9. Тепловая энергия верхней поверхности топки 9 передается теплоаккумулирующим элементам (камням), расположенным над топкой в каменке 3, которые аккумулируют тепло для парилки. Одновременно передняя часть топки 9, контактирующая с фронтальным аккумулятором ФТА 10, нагревает его и передает часть аккумулированной энергии в предбанник. Продольный аккумулятор ПТА 11, расположенный на верхней стороне топки 9 через посадочную пластину 13, аккумулирует ее тепло, тепло каменки 3 и дымовой трубы 2 для последующей медленной отдачи стенками аккумулятора 11 аккумулированного тепла воздуху в парилке и моечном помещении. Одновременно вода, расположенная в баке 1, дополнительно аккумулирует тепло для моечного помещения. Конвенционный аккумулятор тепловой энергии (КАТЭ) печи 15, расположенный с боковых сторон печи, за счет эффекта конвенции втягивает холодный воздух парилки через вентиляционные окна 16, расположенные в нижней части аккумулятора 15, и прогоняет его в пространстве между раскаленными боковыми стенками топки и внутренними стенками аккумулятора 15. Нагретый конвенционный воздух дополнительно нагревает воздух в парилке и часть своего тепла отдает аккумулятору 15 и стенкам аккумуляторов 10 и 11, контактирующим с воздухом парильного помещения. Как указано выше, для регулировки влажности воздуха в парильном помещении используется генератор 7 пара. Для этого в воронку генератора 7 заливается вода, которая по соответствующей трубе проникает в нижние слои камней 14 каменки 3. За счет повышенной температуры нижних слоев камней 14 каменки 3 происходит быстрое испарение воды и насыщение воздуха парилки мелкодисперсионными парами воды.
Промышленная применимость.
Изобретение разработано на уровне опытного образца. Испытание опытного образца в русских деревянных банях с раздельными парилкой, мойкой и предбанником показали возможность сохранения тепла в указанных помещениях с приемлемой остаточной температурой для парения не менее 60°С, мойки не менее 25°С и раздевалки не менее 20°С в течении 3 часов после топки печи при внешней температуре окружающего воздуха не ниже «-10°С».