Баня-гостевой домик 7*7,5 из оцилиндровки 200 мм - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Похоже, что это экспериментальный дымоход КРАФТ с утилизацией тепла http://www.gornilo.ru/06.TrGasMetal-h/Trub2.htm.
Если успею, то летом сделаю себе подобную систему. Пока теплый воздух выбрасываю на улицу, но идея завернуть его в комнату отдыха уже давно витает в голове.

 

Не видишь - Финленд написано! Экологически чистый чай на родниковой финской воде!

 

Стандарт США ASTM E906:
Образец древесины 5 подвергается нагреву лучистым тепловым потоком от электрической панели 6. Древесину пытаются воспламенить газовым пламенем 4. При появлении горения замеряют разницу температур проточного воздуха от воздуходувки 1 на входе и выходе из теплоизолированного калориметра термопарой 8.
В результате получают динамику тепловыделения, например, березы с влажностью 5,5% при различных тепловых потоках от панели 6 /график «а» 1 - тепловой поток 20 кВт/м2, 2 - 35 кВт/м2, 3 - 52 кВт/м2/. Видно, что сначала древесина горит пламенем, выделяя мало тепла /первый пик/. Затем начинает гореть обугленная поверхность древесины, и тепловыделение резко увеличивается за счет появления лучистого потока /второй пик/. Потом остатки углей долго догорают в углах держателя 5.

У Палехи возник вопрос – зачем нам внешний тепловой поток, когда мы говорим о дровах в топке?
=
1. Дело в том, что мелко наколотые образцы древесины /термически тонкие/ могут гореть самостоятельно /спички, бумага, лучина/. Но толстые поленья /«термически толстые»/ самостоятельно гореть не могут. Пламя на поверхности толстых поленьев не может нагреть своим теплом /пропорциональным поперечному размеру полена/ объем поджигаемой древесины /пропорциональный квадрату поперечного размера полена/, поскольку квадрат размера растет быстрее линейного размера.
Поэтому толстые поленья приходится нагревать /или, по крайней мере, компенсировать теплопотери горящей древесины/. Крупные дрова могут гореть в открытом пространстве только в виде костра, причем гореть в «микротопках» между поленьями, где одно горящее полено греет другое. А в топке печи могут гореть и одиночные поленья, но только при наличии горячих стенок топки, то есть в «микротопках» между горящими поленьями и горячими стенками.
2. Каковы же величины потребных внешних тепловых потоков? Скорость распространения пламени по поверхности древесины быстро уменьшается при уменьшении внешнего теплового потока. Если постоить график корня квадратного от скорости фронта горения, то окажется, что минимально необходимый поток для сосновой древесины равен 5-7 кВт/м2, для лиственницы 2 кВт/м2, для кипариса 10 кВт/м2 и т. д. Это соответствует температуре излучателя примерно 270градЦ для березы. Это температура воспламенения березы от внешнего пламени.
А при 14 кВт/м2 береза воспламеняется уже и без внешнего пламени. То есть при температуре излучателя /например, стенки печи/ 440 градЦ дрова вспыхивают сами собой. Это хорошо известно истопникам – поленья самовоспламеняются даже в пустой, но горячей топке. Для этого нужно лишь стенки топки сильно нагреть. Кстати, в ракаленных топках Гармоний дрова могут самоспламеняться, как утверждает Магол. Самовоспламеняются они и у меня в футерованной топке металлической печи.
3. Все это отражает тот факт, что в печи горят не дрова, а продукты терморазложения дров. То есть дрова являются лишь «топливом» /запасом энергии/, а «горючим», которое собственно и горит, являются летучие из дров /пары дегтя-креозота/ и древесные угли. Причем древесный уголь /в обугленном слое древесины/ бывает разным – с разным содержанием углерода /то есть с разным содержанием летучих/ и разной теплотворной способностью.
И температуры самовоспламенения углей различны.
Причем основные процессы горения идут в микротопках, где образуются и начинают гореть горючие. Там вместо пламен огненное марево. А пламена, отождествляемые печниками с горением в печи – это лишь отголосок /остаточные последствия/ горения в микротопках, где горючих больше, чем кислорода /альфа меньше единицы/. До 100% тепла может выделиться именно в микротопках.

 

4. Для быстрого горения необходимы большие тепловые нагрузки на древесину в «микротопках». Они достигают 200 кВт/м2, что соответствует температурам стенок микротопок 1000градЦ. Какова природа этих тепловых потоков?
Это тепловые потоки от пламен и от горящих поверхностей углей. Пламена несут малые тепловые потоки /локально «в языках» до 10-30 кВт/м2/. Тепловые потоки от горящего угля на порядок больше. Поэтому котелок над костром и варочный настил в дровяной варочной плите опускают как можно ниже к углям. Соответственно, когда появляется много углей, тогда и топка начинает полыхать огнем – откроешь дверку топки и жар обжигает лицо и руки. Так что вся ценность дров в углях. Лучистые тепловые потоки по А. П. Ферингеру составляют 60-80%, я тоже так считаю.
Но высокие температуры горящего обугленного слоя могут быть получены лишь при доступе кислорода к горящей поверхности. Но когда летучие фильтруются на поверхность древесины, они отталкивают воздух от поверхности и горят пламенами высоко над поверхностью, также тем самым граничивая доступ кислорода на поверхность...
Эти летучие надо «сдуть» воздушным потоком. Поэтому основная задача не просто ввести воздух в микротопки между поленьями, а ввести с большой скоростью /под напором/. Микротопку невозможно потушить воздухом, она лишь разгорается. А если разгорается, то начинает больше выделять летучих. То есть, если где-то в зазоре 1 между поленьями пошло больше воздуха, то больше выделяется и газов из древесины. Зазор 1, не будучи в состоянии пропустить столько газов, «запирается», и воздух начинает идти через другой зазор 2, тем самым создавая неустойчивости пламен в плотных кострах, когда пламена постоянно мечутся. Если воздух и летучие идут навстречу, то возникают пульсации, хлопки, выбросы пламен из печи. https://www.forumhouse.ru/threads/201179/
Разогреву поверхности способствует растрескивание угольного слоя. При медленном прокаливании /при равномерном прогреве одновременно всего объема древесины/ получаем древесный уголь без видимых трещин. Хотя древесина сильно усаживается при нагреве-обугливании /кривая 1 – объемная усадка, кривая 4 – продольная усадка вдоль волокон/. А вот в печи обугливание идет быстро, причем на матрице древесины, которая сохраняет свои размеры. Углям приходится рваться, что проявляется как треск древесины – если дрова затрещали, то это значит, что начал образовываться угольный слой /который неминуемо трещит/, то есть начали образовываться горючие, то есть начался процесс горения. А раз угольный слой рвется, то летучие начинают выделяться именно из щелей-трещин в виде факелов. Поскольку по пустому каналу газам течь легче, чем фильтроваться через пористый угольный слой. При этом на участках поверхности между трещинами поток летучих через угольный слой уменьшается. Это позволяет воздуху свободно подходить к раскаленным углям и сжигать их, еще сильнее повышая температуру поверхности, повышая тепловой поток вглубь древесины и повышая излучение на другие поленья, в том числе и те которые еще не загорелись.
Так, АПФ кладет поленья торцами к себе /только нижние поленья поперек для подачи нижнего воздуха/, чтобы воздух мог проникнуть внутрь дров. Но высокая скорость ввода воздуха внутрь дров у него не может быть обеспечена – нет напора воздуха, воздух подается сверху, тонет, распределяется равномерно по сечению топки... Острой струи воздуха нет. Поэтому АПФ окружает все дрова «лучинами» вдоль стен, чтобы обеспечить горение /то есть высокие тепловые потоки на древесину/ именно на периферии, куда воздух все же может поступить - подтечь медленным потоком. Но при этом тепло от горящих лучин сразу же тут же наполовину уходит через стенку в каменку и не участвует в розжиге дров.

А если бы положить, к примеру, между лучинами и стенками «фанерку» или еще чего, то скорость разгорания бы увеличилась бы. И если бы сделать на поленьях частые надрезы для выхода газов, то тоже бы скорость горения увеличилась бы. Все это экзотика, конечно.
Но ведь и простейших очевидных попыток увеличить скорость розжига пока нет и не предвидится – все оправдывается тем, что, якобы, каменка не способна потреблять быстро тепло. Но где оценки, где эксперименты… Где?

Как я понял, АПФ в чем-то надеется на Палеху. Так что вперед! Дерзайте!
Все устал писать… Короче, тепловой поток на древесину – это самое главное в печном деле.
И даже если необходимо медленное устойчивое горение, тепловой поток необходим. Поскольку без теплового потока имеем чистейшее тление древесины…

 

Юрий Михайлович, мне очевидно, что если спалить мелко нарубленной щепы, а другой раз тоже количество древесины, но в поленьях, то тепловой эффект будет очевиден. Одно и тоже помещение нагреется до разных температур, во втором случае сильнее.

 

Сразу и не сообразишь...
С этой щепой много в газогенераторах работали. Микротопки там маленькие, воздух трудно ввести. А в опилки еще труднее. Только снаружи и горит...

Тепловой эффект выразится в первую очередь в мощности печи. То есть одна и та же закладка сгорит в первом случае /при рыхлой загрузке щепы/ быстрее, а значит в печи будет больше кВт. Но количество выделенного тепла останется прежним, поскольку печь горела меньше по времени.
Но вот распределение тепла, поглощенного в топке и в дымообротах /дымоходах, трубах/, будет различным. Если мелкие дрова, то больше тепла с пламенами пойдет, наверное, в трубу /хотя я сейчас не могу быстро сообразить/. Во всяком случае пламена костров из мелких сучьев ведь выше? Так?
А если дрова очень сухие, то все тепло останется в топке /как и в случае каменного угля/. Поэтому, если АПФ в первом эксперименте топил просушенным дубом от "спального гарнитура", то тогда, конечно, ему удалось разогреть каменку, размещенную в топке. А если бы топил мокрой осиной, то ничего бы не прогрел.
Глухой под способствует сохранению тепла в топке.
В целом, сейчас я начинаю приближаться к мнению К. Е. Бессонова о целесообразности именно колосниковой топки в калильных печах. Хотя, с другой стороны, долгое догорание углей на поде может способствовать долгому сохранению высоких температур камней... Так что может быть, нужно какое-то комплексное решение. Пусть думают разработчики.
=

В заключение, позвольте все же отметить еще один момент. Тоже затрагивающий лекцию АПФ.
Дело в том, что в дровяных печах регулируется только подача воздуха. А регулировки подачи горючего нет. АПФ, к примеру, сразу все дрова загружает и регулировки не предусматривает.
Представьте себе домохозяйку, которой запретили крутить краник подачи газа в кухонную плиту!

Но возможности регулирования подачи горючего все же сохраняются в любом случае. Это так называемые "переменные факторы" топки печи. Имеется в виду, что одну и ту же печь могут топить даже одни и те же люди то сухими дровами, то мокрыми, то мелкими, то крупными, то плотно уложат, то не плотно, то положат с краю, то посередине... И при одном и том положении воздухозаборных задвижек будут получаться совсем разные результаты топки. Потому, что скорость выделения горючих из дров будет разная.
То есть домохозяйка с русской духовой печью регулировала скорость горения исходными дровами и/или шуровкой кочергой. Пошевелит дрова, горит бойчее. Это собственно было бытовым искусством /мастерством/ топки печи и приготовления еды. Так и в черной бане было банное искусство получения малодымных режимов путем подбора, укладки и сжигания дров, ныне утерянное за ненадобностью.

Вот и Скисса жаждет "утерять искусство". Желает иметь такую печь, чтобы "все делала сама". Ну как печка может сделать сама? Как уложишь дрова, так она и будет гореть. Как могут щи сами свариться? Тоже надо кумекать головой, напрягаться извилинами. Нет ведь пока в "рядовых" кухнях кнопок - щи, бульон, каша... Каждый раз приходится соображать, сковородку ли брать или кастрюлю, воду в нее лить или масло, куда ставить - на газ или в духовку, в СВЧ или индукционную плиту... А потом еще и следить.

АПФ правда идет "навстречу пожеланиям" уважаемых клиентов - мол, уложите, как я сказал, и может идти "за грибами". Ну так и щи могут также сами свариться - каждый раз по своему. Придешь, а там уже все в кастрюле сгорело...

 

Спасибо за столь обстоятельный ответ. Но в отличие от Вас пока не вижу какие принципы горения дров не соблюдены в печах АПФ. Правда я отталкиваюсь не от фильма, а от практической эксплуатации печи. Хотя могу в чём-то ошибаться, поскольку не теплотехник и в работу конструктора вмешиваться не собираюсь. Меня печь всем устраивает, точнее, она не обманула мои ожидания и в чём-то даже их превзошла. В настоящее время это дорогого стоит. Хотелось, чтоб печь служила долго.
Вы указываете на важность укладки дров и критикуете, как это делалось в фильме. Я и форумчане, с которыми мы обсуждаем печь, укладывают дрова по инструкции - на под укладываются крупные поленья, потом помельче, самые тонкие сверху и немного щепочек запихиваем под зуб. В Малютку дрова укладываются очень плотно, но никаких щепочек в закладку не впихиваем, тем более у стенок. Опытным путём установили, что на под желательно положить что-то крупное, например, обрезок бруса. Горение идёт почти ровным фронтом сверху вниз. Воздух в топку идёт под углом вниз, отражается от нижней стенки тоннеля и под углом направляется на верхнюю часть закладки. Далее воздух идёт в основном вдоль поленьев к задней стенки топки, а часть отражается от зуба и направляется к боковым стенкам. Так что картина несколько отличается от той, что описали Вы.

 

Наташа, в личку загляни.

 

Юрий Михайлович, спасибо за доходчивый ликбез. Очень полезно. Буду пробовать
Я бы еще добавил к посту Палехи, что нижняя подача у новых печей АПФ тоже вполне достаточная.
Когда закладка хорошо разгорается, то регулирующие возможности подачи нижнего воздуха отлично заметны по изменению интенсивности пламени в топке. Причем проходя по горячему тоннелю, воздух в топку поступает уже разогретым. Что благотворно влияет на процессы горения.
Вот только чтобы эта нижняя подача хорошо работала приходится чаще между топками убирать золу с пода. А для этого в комплекте печи есть фирменный совочек
И в целом эти две задвижки на дверце печи - отличная система регулировки подачи воздуха.
Вряд ли такие возможности регулировки обеспечит колосник с глухой топочной дверкой. Удачи

 

5_6, в этом сезоне (он у меня не круглогодичный, как у тебя) я нижнюю заслонку открываю только после обугливания дров. При этом затягивается нагрев воды трубным регистром. Когда вместе с верхней заслонкой приоткрывал нижнюю заслонку, то при хорошо высушенных дровах температура камней достигала 620гр, что является предельной рабочей температурой для стали 430. Поэтому решил поберечь печь, а температуры камней 450-500гр мне вполне хватает.

 

А нет ли ссылки на описание этого дымохода производителем? Я очень извиняюсь, но не могу я читать эти высоконаучные рассуждения, как на приведенной ссылке. Мне бы просто, на пальцах...

 

Баня без лирики - хорошая шутка Моих разработок нет - все давно придумали умные люди, и испытали настойчивые, я лишь выбрал что понравилось , да подпилил что бы собралось . Я чуть выше упомянул, что пообсуждать баню, режимы, процедуры и даже конструкции имеет смысл после совместных посиделок в хорошей баньке, и неоднократных, когда появится опыт новых (или утраченных) ощущений, а этот форум пока мне кажется масштабным для таких мероприятий. Хотя в этой конкретной теме предложение прозвучало . И о теме задумался

 

Skissa, ссылки на описание дымохода производителем у меня нет. Читал о нем то ли в теме про очередной баня-фест, то ли в теме про выставку печного оборудования. Суть таких дымоходов проста. Дымоход для банной печи нужно не теплоизолировать, а охлаждать. Для этого стальную дымовую трубу помещают во внутрь другой трубы. Межтрубное пространство вентилируется воздухом. Холодный воздух с чердака через отверстия внизу внешней трубы поступает в межтрубное пространство, там охлаждает основную трубу, сам нагревается, поднимается вверх и выходит на улицу у оголовья дымохода. Температура воздуха на выходе (по моим измерениям) около 80гр. Специалисты КРАФТ решили этот горячий воздух не выбрасывать на улицу, а принудительно (вентилятором) направить в КО и моечную. Этим их дымоход отличается от прототипов НАРВИ и ПЕТРАЗАВОДСКМАШа.
Промышленная реализация такого дымохода сдерживается решением ряда проблем. Нужен простой, дешёвый, но надёжный вентилятор, способный работать при температурах 100гр. Воздух нужно очищать от пыли. Нужны простые исполнительные механизмы для регулирования подачи и направления подогретого воздуха. Система в целом должна легко монтироваться в любой бане. А пока такой дымоход остаётся эксклюзивом.

 

Спасибо за вполне доступное описание! Не поняла вот это

 

Практически в единственном

Мой экспериментальный образец приобретен по индпошиву у другого производителя - Теплова и Сухова,
Устройство очень просто - дымоход проходит внутри сэндвича большего размера, а в зазор проходят два воздушных патрубка - подающий холодный воздух и соответственно отводящий горячий. Насколько я знаю, серийное производство отсутствует, описания никогда не видел. На фото - стоИт справа

Имеет 2 полезных функции - получение горячего воздуха, и низкую температуру наружных стенок, что обеспечивает безопасность прохода перекрытий. Но этот элемент - только источник дополнительного тепла, что бы им воспользоваться необходима система воздушного отопления, пусть и простейшая - вентилятор, воздуховоды и т. п. Но система проста только на первый взгляд. Одна из проблем - возможная высокая неконтролируемая температура нагрева воздуха со всеми вытекающими требованиями к вентилятору, воздуховодам, способу монтажа, очистки воздуха, перегрев системы при пропадании электричества и. т. п. У меня конструкция установлена, но отопление не запущено - руки не дотянулись . Что напридумывал и собрал сам, испытания будут опубликованы
Но как я только что писал, все давно придумано ...
У Vents c Украины нашлось полностью готовое решение с вентилятором, фильтрами, гравитационным клапаном байпаса и автоматическим подмесом холодного воздуха при перегреве поступающего с трубы. Они это приделывают к кожуху каминных топок, расчитано на t 150C. К коаксиальному дымоходу подойдет идеально. Живьем такое купили и смонтировали у соседа в доме, к камину. Эффективность поразительная. В Питере стоит разумных денег (тысячи а не десятки тысяч рублей). Подробно тут: http://vents.ua/cat/98/
На приведенном рисунке мысленно заменяем камин коаксиальным теплообменником