Конструирование многоярусных печей.

В настоящее время, в России бурно развивается строительство индивидуальных жилых домов, в том числе многоэтажных. Во многих случаях, застройка не имеет централизованных коммуникаций, и отопление домов выполняют дровяными печами. Поэтому имеется потребность в отоплении таких многоэтажных домов теплоёмкими многоярусными печами, причём различного назначения на каждом ярусе (этаже).

Новая система сжигания топлива и перспективы её применения.

Суть и отличие нашей системы сжигания топлива от других систем. Классификация энергоустановок (теплогенераторов) по механизму движения газового потока.

1. Системы с принудительным движением газов (далее, системы ПДГ), к которым относятся: Конвективные системы с последовательно соединёнными каналами. Параллельные конвективные системы (в том числе система противотока). Комбинированные конвективные системы; Эти системы применяются в настоящее время в Мире.

2. Система свободного движения газов (далее, системы СДГ), к которым относится бесканальные (колпаковые) конвективные системы. Эта системы развита мной.

В печах системы ПДГ горячие газы под действием тяги трубы протаскиваются по каналам вверх-вниз, влево-вправо. В процессе движения по каналам горячие газы отдают тепловую энергию стенкам, постепенно при этом остывая. Печь прогревается не равномерно, в связи с этим повышается опасность трещинообразования. В этих печах нет места для размещения теплообменника, кроме топливника.

В бесканальных – колпаковых печах конвективная система состоит из последовательно соединенных колпаков. При движении через колпак горячие газы, как более легкие, поднимаются вверх и собираются в колпаке, где равномерно отдают тепло стенкам или теплообменнику, находящемуся в нем. Более холодные тяжелые газы проходят низом колпака, в следующий колпак или трубу, не воздействуя на теплообменник.

Система свободного движения газов (СДГ) в теплогенераторах в трактовке Кузнецова И.В.

Теплогенераторы строятся по формуле "Нижний ярус и топливник объединены в единое пространство и составляют нижний колпак". Суть формулы. Речь идет о сжигании топлива в топливнике, размещенном в колпаке и оптимальном использовании выделившейся при этом тепловой энергии. Суть концепции: получить из топлива максимальное количество тепла при его сжигании; полученную теплоту использовать в максимальном объёме; конструкция теплогенератора должна отвечать функциональным требованиям и обеспечивать максимальную теплоотдачу.

Колпак, это перевернутый вверх дном сосуд. Заполним колпак порцией горячего воздуха. Горячий воздух, как более легкий поднимется вверх, вытеснит холодный тяжелый воздух из колпака, и будет находиться там, пока не отдаст свое тепло стенкам колпака. В результате получим систему, аккумулирующую тепло горячего воздуха в ограниченном объеме. Движение горячего воздуха в колпаке происходит за счёт естественных сил природы и не требует внешней энергии. Если пропускать через нижнюю зону колпака поток горячего воздуха, то колпак аккумулирует его тепло. Тепло горячего воздуха будет передаваться стенкам колпака и теплообменнику, помещенному внутрь колпака, а избыток тепла (охлажденный воздух) выходят наружу. Теплообменником могут быть регистры водяного котла, калорифер воздушного отопления, реторта для газификации топлива и т.п.

Движущийся газовый поток в теплогенераторе с любой конвективной системой, переносит тепловую энергию и продукты сгорания. Что бы выяснить разницу механизма движения газового потока в системах ПДГ и СДГ представим, что источником тепла является электрический обогреватель. В этом случае не надо удалять продукты сгорания. В системе СДГ, например печи двух ярусный колпак, происходит перенос тепловой энергии за счет естественных сил природы даже с закрытой задвижкой трубы (без тяги трубы). Теплопередача происходит во времени и если колпак и теплообменник не успевают воспринять все тепло электрического обогревателя, то его избыток в виде отработанного горячего воздуха будет поступать во второй колпак. Во втором колпаке перенос тепловой энергии происходит по той же схеме, что и в нижнем колпаке. Этот процесс передачи тепловой энергии и отражает суть названия системы, «свободного движения газов (СДГ)». Для удаления продуктов сгорания, если источником тепловой энергии является сжигание топлива, необходима тяга трубы. Следует отметить, что движение газов внутри колпака будет турбулентным.

В отличие от системы СДГ, в системе ПДГ перенос тепловой энергии возможен только при наличии тяги трубы. В процессе движения по каналам горячие газы отдают тепловую энергию стенкам, постепенно при этом остывая. Печь прогревается не равномерно, в связи с этим повышается опасность трещинообразования. В этих печах нет места для размещения теплообменника, кроме топливника.