Co je Kuzněcovova zvonová pec a jak se zásadně liší od tradičních nebo kanálových pecí? Pojďme se podívat na detaily.

Dovolte mi hned objasnit, že budeme mluvit konkrétně o Kuzněcovových cihelných pecích. O moderních pekáčích na břicho – pomalu hořící kovové kamna – zatím uvažovat nebudeme.

Bohatou paletu kamen u nás i mimo ni lze rozdělit do dvou kategorií: kamna potrubí (otočné) a trouby zvonového typu . Existují samozřejmě i mezilehlé možnosti. Tyhle dva jsou ale nejtypičtější a ve svém designu jsou založeny na dvou principech, které se od sebe liší.

Kanálové (recirkulační) pece

Základním principem potrubních kamen je dlouhý komín, kterým jsou spaliny stahovány do potrubí. Tepelná energie je odebírána z výfukových plynů, když se pohybují komínovými kanály. Čím je komín delší, tím více tepla v kamnech zůstává, s prodlužováním komína však také klesá tah. Proto je třeba dodržet správný poměr mezi délkou komína a tahem. Nejběžnější možnosti jsou tříotáčkové a pětiotáčkové. V prvním případě jsou v peci tři kanály, ve druhém je jich pět. Otočné pece lze nazvat pecemi nucený pohyb plynů . Proudy plynu opouštějící pec nemají stejnoměrnou teplotu: některé proudy jsou teplejší, některé méně. V kouřových kanálech se tyto proudy mísí, jejich teplota je průměrována. Proud plynu se pohybuje jako jedna jednotka. Nejoblíbenější: „holandský“ (topení) a „švédský“ (topení a vaření).

Zvonové pece

Princip konstrukce zvonových pecí je odlišný. Schéma zvonové pece na obrázku. Spaliny opouštějící topeniště vstupují do zvonu (jeden nebo dva) a aby se dostaly do potrubí, musí spadnout do spodního patra zvonu. To znamená, že spalinám stojí v cestě překážka nebo překážka a plyny musí odevzdat část tepla horní části digestoře, než opustí digestoř a vstoupí do potrubí. Působení digestoře je založeno na fyzikálním jevu, že lehčí, tedy teplejší plyny stoupají nahoru a chladnější padají dolů. Zároveň méně horké plyny, které vstoupily do zvonu obsazeného teplejšími plyny, mohou opustit zvon dole a při spěchání do potrubí se nemísit s teplejšími plyny, které jsou po určitou dobu nahoře. zvonek. Tak se to stane separace proudů plynu na žhavější a méně žhavé, které se chovají odlišně. Méně žhavé nebrání těm žhavějším odevzdat tělo v horní části pece, případně digestoře. Toto je první rozdíl mezi zvonovými pecemi: samostatný pohyb toků různých teplot. A druhý rozdíl je v tom, že toky se pohybují volněji než u zpětných toků. Proto ve vztahu k těmto pecím mluvíme volný pohyb plynů .

Suchý šev v troubě

Kromě toho na výstupu z pece, tzv suchý šev – malá mezera dva až tři centimetry pro další oddělení toků podle teploty. Podél suché sloje proudí nejchladnější frakce spalin ze dna a jdou v přímém proudu do komína a potrubí. Teplejší nejprve stoupají na vrchol zvonu a poté, co mu odevzdaly část své tepelné energie a mírně se ochladily, jsou nuceny sestoupit dolů a teprve poté vstoupit do komína a potrubí.

READ
Co se na čerpacích stanicích plní inertním plynem?

Díky tomu se digestoř ukazuje jako účinnější konstrukce, která lépe odvádí teplo z výfukových spalin a nevyžaduje přenos tepla pro efektivní dlouhý komín . Což poskytuje lepší příležitosti pro navrhování větší rozmanitosti konstrukcí pecí. Pokud nad první digestoř umístíme druhý, dále zlepšíme tepelné vlastnosti kamen. A s velmi mírným prodloužením komína získáme vážné zvýšení zachování těla uvnitř kamen.

Co nakonec získáme?

Výhody zvonových pecí

Dvouzvonové pece mají celek několik výhod před klasickými kanálovými nebo reverzibilními pecemi.

Za prvé , lepší odvod tepla ze spalin je činí ekonomičtějšími. Ke stejnému výsledku potřebujete méně dřeva.

Za druhé , rovnoměrnější ohřev celého pole kamen a rovnoměrnější přenos tepla do místnosti. Tato kamna se zahřívají pomaleji na maximum a déle jim trvá, než uvolňují teplo do prostoru, a v důsledku toho pomaleji ochlazují. V důsledku toho dochází k menším teplotním výkyvům v místnosti mezi topeništi.

Za třetí , kratší komín umožňuje navrhnout větší rozmanitost provedení, která se hodí do konkrétních podmínek a výzdoby místnosti. Menší nebezpečí, že uděláte chybu s délkou komína, znamená větší jistotu, že dostanete kamna bez jakýchkoliv ozdob. Menší závislost na vnějších povětrnostních podmínkách, které mohou vytvářet nepříznivé podmínky vedoucí ke vzniku tepelného bloku v komíně, kouření kamen a špatnému chování ve fázi zapalování. Takové chyby často vytvářejí další potíže při zapalování kamen.

Začtvrté Oddělení proudů plynů ve spalovacím prostoru (díky suché sloji) a odvod chladnějších plynů mimo topeniště vytváří příznivější podmínky pro spalování. A to zvyšuje účinnost použití palivového dřeva a snižuje tvorbu sazí, protože dřevěné uhlovodíky hoří (oxidují) za optimálních podmínek. Při správném režimu spalování se saze nemusí tvořit vůbec a z komína stoupá lehký bílý kouř, v podstatě pára – směs oxidu uhličitého a vodní páry. Vnitřní prostor uzávěrů méně kouří. Proto je jeho čištění vyžadováno méně často.

Zapáté , lze zvonová kamna efektivněji využít pro vytápění pomocí radiátorů dálkového vytápění. Pro organizaci ohřevu vody v místnosti je v tradičních kamnech topné těleso (registr, krab) zabudováno do samotného topeniště – není nikde jinde, protože nemůže být zabudováno do kanálů. Proto se mu lidově říká „krab“, protože svým tvarem připomíná ocelového kraba, který ze stran zakrývá topeniště. Úkolem registru je však cirkulovat chladicí kapalinu systémem, která ji při průchodu topeništěm ochlazuje. Díky tomu palivové dřevo nehoří při optimální teplotě, ale neustále se ochlazuje. Maximální teplota v topeništi s krabem bude vždy nižší než v podobném topeništi bez kraba. Ve zvonové peci jsou volné dutiny nebo kapsy ve zvonech, kam lze vložit topný registr bez poškození spalovacích procesů. Externí vytápění tak nenarušuje optimální spalování dřeva. To opět vede k vyšší účinnosti zvonové pece.

READ
K čemu slouží drátěný zásobník?

V šesté . Abychom pochopili tuto výhodu, je třeba si připomenout, že kanálová kamna skutečně začnou vydávat své teplo až poté, co všechno dřevo shořelo na uhlí a my jsme ucpali komín, čímž jsme zabránili odvodu tepla do komína. Navíc čím dříve to uděláme, tím více tepla ušetříme. Pokud však kamna zavřeme ve fázi žhavého uhlí, existuje nebezpečí výskytu určitého množství oxidu uhelnatého, který vzniká v podmínkách nedostatku kyslíku. Při spalování je oxidační reakce uhlíku na CO a CO2 vratná. CO, který vzniká v určitém okamžiku během spalování v určitých zónách spalovacího prostoru, se okamžitě oxiduje na CO2 a CO2 se zase, uvolňující kyslík, redukuje na CO. Atd.

Ale když jsme zavřeli pec a omezili přívod vzdušného kyslíku a teplota je stále vysoká (ve skutečnosti by měla být více než 400 stupňů), je docela možné, že se CO2 zredukuje na CO a ten se bude hromadit v spalovací prostor. Proto pro zajištění proti tomuto nebezpečí SNIP doporučují vyvrtat do ventilu 15 mm otvor, aby byl zachován malý únik vzduchu do spalovací komory štěrbinami zavřených dveří. No, v praxi to znamená, že pro pojištění je vhodné v poslední fázi, kdy v topeništi zbývají jen uhlíky, neuzavírat ventil úplně, ale ponechat malou mezeru 2-3 mm pro vytvoření takového bezpečnostního vzduchu. unikat. No, s čím skončíme? Máme tepelné ztráty komínem.

Co se děje ve zvonové peci? Díky oddělení proudů plynu ani při plně otevřeném ventilu nedochází potrubím prakticky k žádným tepelným ztrátám. U chladnějších plynů je teplo samozřejmě také odváděno do komína, ale mnohem méně než u kanálových kamen, které doslova po hodině zůstávají jakoby vůbec netopené, jakmile nepřítomně zapomeneme zavřít ventil. . Zvonová kamna udržují hlavní teplo svými zvony a chladí mnohem pomaleji. A proto ventil, který není zcela uzavřen, s mezerou 2-3 mm, prakticky nijak nezhorší zachování tepla. Speciální zkoušky tepelných ztrát byly provedeny s ventilem otevřeným po požáru a se zavřeným. Rozdíly jsou docela malé. Při dalším požáru kamna s plně otevřeným ventilem vychladla jen o 2-3 stupně více než kamna se zavřeným ventilem.

READ
K čemu je špachtle?

A pokud máte strach ze spálení nebo jste zvyklí zavírat kamna až po úplném vyhasnutí uhlíků, má smysl přejít na Kuzněcovova kamna. S nimi se takového nebezpečí bát nemusíte.

Sedmý . Tato výhoda také vyplývá z principu oddělení proudů plynu. Necháme-li po zahřátí klapku otevřenou nebo částečně zavřenou, vytváříme další příležitost pro větrání v naší místnosti. Jelikož jakákoli kamna s otevřenou klapkou fungují jako výfuková konstrukce, která aktivně odvětrává místnost, a čím lepší tah mají, tím jsou silnější. A větrání, jak známo, ochlazuje místnost tím, že z ní odvádí teplý vzduch a nasává studený vzduch. V recirkulační peci také odebírá teplo z pece samotné. No a zvonová kamna jsou opět proti takovým tepelným ztrátám pojištěna. To znamená, že umožňuje větrání místnosti (pokud ventil pevně nezavřeme) a nepřenáší teplo do potrubí.

Tolik výhod mají zvonová kamna. Takže jsem si jistý, že budoucnost patří jim. Dvouzvonové pece, nebo jak je nazýváme Kuzněcovovy pece (ačkoli první takovou pec vyvinul Podgorodnikov), jsou novým slovem a dalším krokem v podnikání pecí, a to jak teoreticky, tak v praktickém provedení. teorie. A široký zájem o ně jen potvrzuje jejich nepopiratelné výhody. A i když je proti nim spousta kritiky, ve skutečnosti je to způsobeno hlavně tím, že kamnáři ze staré školy, zvyklí stavět tradiční „švédská“ a „holandská“ kamna, se s nimi prostě nechtějí rozejít. a vyzvedněte si tuto inovaci sporáku. Ale to je jejich věc – každému jeho. Sám jsem se už dávno rozhodl, že se už nevrátím ke starým sjednaným. Nevidím smysl jezdit na vozíku, když můžete jet autem. Srovnání je samozřejmě podmíněné, takže je třeba jej chápat v kontextu toho, co bylo řečeno. A ne v tom smyslu, že bych byl odpůrcem přírodních řešení a upřímně řečeno preferuji káru.

Suchý šev je vlastnost zvonových pecí, která zajišťuje, že se horké plyny pohybují nahoru a studené dolů. To vám umožní rovnoměrně zahřát troubu a také provádět další úkoly. Podrobnosti tohoto konstrukčního řešení budeme zvažovat v tomto článku.

Co to je a kde se používá

Technologie výstavby Kuzněcovových dvouzvonových pecí zajišťuje uspořádání takového technologického prvku, jako je suchý šev, který představuje vertikální úzká (10-20 mm) a vysoká mezera v topeništi se staví topné zařízení.

Schéma řezu pece (suchý šev vpravo nahoře)

Schéma řezu pecí (suchý šev je umístěn vpravo a pokračuje zdola nahoru)

Topeniště je položeno od podlahy k horní části kamen z ½ cihel.

READ
Jak aktualizovat dřevěnou pracovní desku?

Toto konstrukční řešení se u reverzibilních pecí (klasické holandské, švédské) nepoužívá. Výsledkem je, že značná část studených a horkých plynů vyletí do potrubí současně. Teplo v nich obsažené ohřívá kamna pouze při průchodu otáčkami kanálků pro odvod kouře.

Blokové schéma pohybu plynu v kanálových (vlevo) a dvouzvonových (vpravo) pecích

Blokové schéma pohybu plynu v kanálových (vlevo) a dvouzvonových (vpravo) pecích

Volný pohyb plynů umožňuje oddělit toky různých teplot podél jejich vlastních tras. Obvykle studené klesají, horké stoupají. Horké plyny odevzdávají více tepla digestořím, které se v nich dlouhodobě zadržuje při minimalizaci ztrát komínem.

Umístění suchého švu, úkoly, které řeší

Šev se nejčastěji nachází v rohu topeniště nejdále od dveří. Jeho přítomnost umožňuje spojit první kryt pece a topeniště do jediného objemu.

Přítomnost suchého švu má významný vliv na průběh pyrolýzního procesu, při kterém je zajištěn pohyb horkých plynů do horní části a podmíněně studených plynů do spodní části. Konvektivní procesy probíhají v nově vytvořeném jediném prostoru digestoře a topeniště. To umožňuje rovnoměrné prohřívání konstrukce topného zařízení po celé její výšce již od 1. řady zdiva.

Suchá spára v zadní stěně topeniště

Suchá spára v zadní stěně topeniště

Uspořádání suchého švu umožňuje s náležitou účinností organizovat odstraňování balastních plynů z pece (ve fázi spalování), klasifikovaných jako podmíněně studené.

Termín „balast“ se obvykle používá k označení plynů, které se tohoto procesu neúčastní.

Poloha suchého svaru v konstrukci pece

Poloha suchého svaru v konstrukci pece

Vzduch vstupující do topeniště zcela neshoří. Procesu se účastní pouze kyslík. Asi 80 % celkového objemu atmosférického vzduchu však tvoří dusík. Tento plyn není klasifikován jako hořlavý. Pro zvýšení účinnosti spalovacího procesu je nutné jej odstranit spolu s vodní párou zbývající ve dřevě. To je přesně to, co je zajištěno přítomností suchého švu.

Schéma pohybu plynu ve dvouzvonové peci Kuzněcov s vyznačením umístění suchého švu

Schéma pohybu plynu ve dvouzvonové peci Kuzněcov s vyznačením umístění suchého švu

Výše diskutovaná konvenčně studená plynná směs sestupuje do spodní části topeniště, odkud je nejkratší cestou (aniž by procházela celým topeništěm) směrována do komína.

V peci je možné vytvořit vakuovou zónu, do kterého je přiváděna nová část atmosférického vzduchu.

Zvyšuje se rychlost proudění vzduchu, což výrazně zvyšuje přívod kyslíku do místa spalování.

Zvyšuje se teplota spalování, což zajišťuje zvýšení procenta vyrobené tepelné energie použité k ohřevu topného zařízení.

Suchý šev prořízne vrstvu podšívky a obyčejné červené cihly

Suchý šev prořízne vrstvu podšívky a obyčejné červené cihly

Specifika zdiva

Pokud je topeniště vašich kamen položeno z červených keramických cihel, je vytvoření suché spáry zajištěno porušením prostoru topeniště ve zdivu.

V případě obložení šamotovými cihlami se podobný zlom provede současně jak v šamotovém zdivu, tak v červené cihle.

READ
Jak můžete vařit vodu bez varné konvice?

Suchý šev v podšívce

Suchý šev v obložení topeniště

Je důležité mít na paměti, že dvouzvonková kamna jsou vybavena „plovoucími“ topeništi. Zdivo se provádí šamotovými cihlami, optimální volbou je ShB-8, Sh-5. Zbytek konstrukce je vyroben z běžné keramiky (od M150 a více).

Topeniště se nazývá „plovoucí“, protože na všech 4 stranách je vytvořen suchý šev (v místech určených objednávkou).

Pokud představíme technickou implementaci ve formě algoritmu, je to následující:

  1. Topeniště je rozloženo.
  2. Jeho vnitřní povrchy jsou obloženy. (Bylo popsáno výše).
  3. Po dokončení pokládky poslední řady šamotových cihel odstraníme zdicí maltu ze spár šamotových a keramických cihel;
  1. Do vytvořených dutin jsou umístěny těsnění z minerálních prodyšných materiálů (čedič, kaolinová lepenka);
  2. Existují další technická řešení, která jsou podrobně popsána ve specifikacích pro každou pec.

Návrhové prvky

Pokud je těleso pece kombinováno s vestavěným registrem systému ohřevu vody, je důležitá správná volba místa instalace. To je třeba vzít v úvahu vždy, když je třeba paralelně řešit několik úloh vytápění.

Takové „studené jádro“ můžete namontovat přímo v prostoru topeniště, kde dochází ke spalování. To však povede ke znatelnému poklesu teploty plamene. Způsobuje pokles účinnosti v procesu odebírání tepla z paliva.

Instalace „studeného jádra“, což je v podstatě registr, přímo do zvonu nevede ke snížení teploty spalování a žádným jiným způsobem neovlivňuje proces.

Skutečnost, že vnitřní objem digestoře je přes suchý šev spojen s topeništěm, vede k vlastnímu umístění jádra přímo v zóně probíhajících konvekčních procesů. To znamená ohřívání jádra nikoli otevřeným plamenem, ale ohřátými plyny cirkulujícími uvnitř konstrukce pece. Registr se zahřívá na požadované teploty horkými plyny bez snížení účinnosti.

Některé modely kamen mají dvě nebo více topenišť. V tomto případě zvláště důležitá se stává potřeba minimalizovat nerovnoměrné vytápění. V opačném případě se výrazně zvyšuje pravděpodobnost prasklin v tělese pece. Suché svařování odvádí vynikající práci při řešení tohoto problému. Provádí se v každém topeništi a všechny vybavené švy jsou spojeny do společné plynové komory. To vám umožní skutečně kombinovat všechny existující topeniště mezi sebou.

Při použití pouze jednoho topeniště vznikající plyny, pohybující se švem a plynovou komorou, pronikají do dalších topenišť a také je ohřívají.

Výsledkem je rovnoměrné zahřívání všech oblastí pece, čímž se minimalizuje pravděpodobnost příčin praskání.

Příklady projektů, postupů

Téměř všechny konstrukce zvonových pecí mají suchý šev. Zvýraznili jsme nejvýraznější příklady projektů, kde je dobrý popis designu uveden slovy a ilustracemi. Stáhněte si projekty kliknutím na: