Kuzněcovovy pece: provoz a konstrukční vlastnosti

Ekologie spotřeby. Panství: Pece inženýra Kuzněcova jsou známé nejen ve své domovině, ale po celém světě již od 60. let minulého století. Navíc význam vývoje před půl stoletím se vůbec nezmenšil, ale naopak, Kuzněcovovy pece jsou stále populárnější.

Pece inženýra Kuzněcova jsou známé nejen ve své domovině, ale po celém světě již od 60. let minulého století. Navíc význam vývoje před půl stoletím se vůbec nezmenšil, ale naopak, Kuzněcovovy pece jsou stále populárnější. Cílem modernizace starodávného designu ruských kamen, s ne tak výraznou změnou jejich vnitřní konstrukce, bylo vytvořit topnou jednotku s vyšší účinností při úspoře paliva. Možná to byla prozíravost – vzhledem k tomu, že trend růstu cen všech druhů energetických zdrojů, včetně biologického paliva, vytrvale naznačuje, že se zdroji budeme muset šetřit, a to se vší vážností? Ještě před půl stoletím však slova „energetická účinnost“ a „energetická nezávislost“ v kontextu obytného domu nebyla tak známá jako dnes.

Vzhled zvonových kamen Kuznetsov se prakticky neliší od modelů tradičních ruských kamen. Ale tepelné parametry jsou poněkud odlišné – jen jeden příklad:

• k vytápění domu o ploše do 100 m2 stačí jedna zvonová kamna Kuzněcov o výkonu přibližně 4-5 kW
• podle referenčních údajů: k ohřevu daného objemu potřebujete jednotku s ukazatelem tepelného výkonu alespoň 10 kW

Výhody Kuzněcovových pecí:

• Velmi vysoká účinnost, pro kamna na dřevo – minimálně 80 %
• Palivo hoří při vysokých teplotách
• Kamna fungují na všechny druhy pevných paliv – dřevo, černé a hnědé uhlí, brikety atd.
• Spalování paliva na minimum zbytků popela v důsledku toho nejen šetří palivo, ale také zjednodušuje provoz, protože kamna musíte čistit od popela mnohem méně často
• Pokud přiložíte palivo do Kuzněcovky pouze dvakrát denně, můžete mít v domě tepelný režim, který je příznivý i v porovnání s byty s ústředním topením. Byt ve výškové budově má ​​častější teplotní výkyvy než soukromý dům vytápěný Kuzněcovovými kamny, které poskytují rovnoměrný tepelný výkon mezi topeništi
• Kombinace sporáku Kuznetsov a ohřevu vody doma není obtížná a v praxi se často používá. Trubkový výměník tepla je instalován uvnitř topeniště a připojen k potrubí topného okruhu. Hlavní výhodou je, že technologie ohřevu a tepelný výkon pece zůstávají při modernizaci nezměněny, aniž by došlo k sebemenšímu poklesu účinnosti
• Konstrukce kováře umožňuje instalaci nízkých komínů a nedochází k omezení tahu. Tato skutečnost je poněkud překvapivá pro ty, kteří se s konstrukcí a provozem těchto pecí seznamují poprvé.
• Vnitřní konstrukční vlastnosti kamen Kuznetsov umožňují instalaci jednotky v téměř jakékoli místnosti jakékoli velikosti, bez ohledu na to, k čemu je místnost určena. Jak v kuchyních, tak ve společenských místnostech, kamna vypadají pevně a esteticky a organicky se hodí do mnoha interiérů
• Nejzajímavější a nejneobvyklejší rys kovářství v kontextu domácích kamen: nemusíte zavírat pohled. Toto je nejdůležitější část pece a jedna z podmínek bezpečného každodenního provozu – pro Kuzněcovovu pec je potřeba pouze v případě, že dojde k nouzové situaci. Faktem je, že když proces spalování paliva skončí a začne chlazení, tah v kanálech pece se spontánně, „automaticky“ přerozdělí.

Tah je přerozdělován podle speciálního vzoru, což je unikátní vlastnost konstrukce pece. Zařízení obsahuje kanály nazývané downstream. Těmito spodními kanály proudí vzduch podle tahu vedle vyhřívaných částí pece. Pokud dojde k požáru v palivovém prostoru pece, tento oheň „přitáhne“ některé proudy vzduchu

Zajímavá je také spotřeba materiálu pece této konstrukce: Kuzněcovova zvonová pec má uvnitř více volného prostoru, je „prázdnější“ ve srovnání s většinou vícekanálových modelů. Objednávky se mohou lišit, ale výpočty ukazují, že kamna Kuzněcova vyžadují méně stavebního materiálu pro stavbu, přibližně 1,4-1,5krát na jednotku vyrobeného tepla.

<strong>Vlastnosti konstrukce Kuzněcovovy pece</strong>

Je známo, že konstrukce komínových trubek ve formě dlouhých a úzkých kanálových konstrukcí má jeden z cílů – úspory. Vírivé proudění horkých spalin se dostane až k výstupu z komína, dokud veškerou energii a teplo nezanechá v topeništi. Všechna klasická kamna, která mají složité víceotáčkové komínové kanály (například pětiotáčkové holandské trouby), mají ve svých složitých trubkách určitý stupeň turbulence proudění. Kamna v zimě často hučí, tuto „hudbu“ slyšel každý, kdo si topí velkými kamny.

Konstrukce dlouhých recirkulačních komínových kanálů a dlouhých komínů pracují tak, aby přinutily spaliny odevzdat veškeré teplo uvnitř kamen – teoreticky. Ale v praxi to tak často nefunguje a v důsledku toho jsou odchylky v účinnosti pece o procento nižší, než se očekávalo – až 55-60%. Důvod je jediný – většina energie stejně letí do atmosféry komínem. Vyvíjení tepla je obrovské, ale v potrubním provedení se pouze jeho část používá k ohřevu chladiva ve výměníku tepla a k ohřevu vzduchu v místnosti. Druhá část letí do potrubí podle různých schémat, ale žádné z těchto schémat nevyhovuje:

1. Horký turbulentní proud letí ven do potrubí, téměř aniž by měl čas vychladnout
2. Spaliny se stihnou ochladit, ale příliš rychle – a zbytky kouře v pevných částicích jsou prostě obrovské a usazeniny sazí vás nutí čistit komín častěji, než jste plánovali

Není ani jasné, která možnost je méně žádoucí. Když topenáři vtipkují, můžete slyšet srovnání konstrukce potrubní pece s ničím menším než s jaderným reaktorem. Ale kováři jsou přirovnáváni k termonukleární, přičemž veškerá energie uvolněná palivem a veškeré teplo jde do vytápěné místnosti. Co je ale důležitější je, aby se uvolnilo potřebné množství tepelné energie – tolik, kolik je potřeba a ne více. Toto schéma je možné díky speciální organizaci pohybu spalin – neotáčí se opakovaně v kanálech, ale je okamžitě dodáván do tělesa pece.

<strong>Model zvonové pece, srovnání</strong>

Zvonová pec jako model je známá již dlouhou dobu a Kuzněcovovy pece používají stejné schéma – vnitřní dutina pece je navržena tak, aby se spaliny volně pohybovaly. Zároveň je však organizována pyrolýza a v důsledku toho palivo shoří na nejmenší částice.

Pokud vezmeme jako příklad Kuzněcovovu dvouzvonovou pec, pak proces pyrolýzy, který je samoregulační, nastává bezprostředně pod prvním zvonem. Schéma „nastavení“ je následující: jakmile palivo v palivové komoře silněji vzplane, spaliny naplňující zvon se pohybují dolů. Plyn obsažený v uzávěru nemůže stoupat a nejenže zvětšuje svůj objem, ale zhušťuje a přikládá celou svou hmotu na oheň, který zároveň nemůže ztratit část své intenzity. Tím dojde k odeznění procesu spalování na určitou hodnotu a slábnutí tlaku plynu, poté se celý proces opakuje.

Podle odborníků by ideálně dvouzvonová kamna měla mít kulatý průřez. Druhý uzávěr pak poslouží jako vnější klenba, respektive stěna jednotky, kde budou neutralizovány generátorové plyny – oxid uhelnatý CO a oxidy dusíku. V tomto případě bude do komína unikat pouze vodní pára a oxid uhličitý. Zároveň však kruhový průřez pece vytváří některé problémy při konstrukci a provozu:

1. Čištění kulatého sporáku je nepohodlné, jak poznamenali majitelé takových kamen
2. Instalace dveří je obtížnější než instalace do ploché stěny

V důsledku toho působí praktičtěji – spojují oba uzávěry s komínem a instalují je na sebe. Účinnost bude menší, asi 2-3%. pokud chcete kamna začlenit do systému topné vody domu nebo mít teplou vodu z kamen, instalují se průtokové výměníky tepla pod druhý digestoř, nikoli pod první, který zajišťuje hlavní výkon tepelné energie. druhá klenba má teplotu ohřevu pouze 300 až 400 stupňů, takže výměník tepla je vybrán relativně jednodušeji, a to i z hlediska materiálu. navíc pod druhým obloukem nebudou usazeniny sazí a kov vestavěného výměníku vydrží déle.

Bylo vyvinuto mnoho úprav kamen Kuzněcov – a nejen domácích kamen pro vytápění domů. Existuje řada modelů pro vany, kamna s postelemi. Zvláštní místo zaujímá oblíbená řada topných a varných kamen. Ale podle principu vnitřní struktury jsou všechny možnosti podobné.

Některé nuance pro stavbu Kuzněcovovy pece:

• Těleso pece je postaveno z červených pecních cihel třídy ne nižší než M150
• Pro spalovací sekci jsou vyžadovány žáruvzdorné a ohnivzdorné cihly prakticky jedinou možností je šamot. Značka Ш-5; Shb-8, rozměry nejsou zvlášť důležité, protože topeniště není konstrukčně spojeno s tělesem pece
• Celá konstrukce topeniště musí být oddělena od tělesa kamen, možností je plovoucí konstrukce. Navíc nejenže neexistuje žádné spojení mezi pecí a šamotovými cihlami, ale oba moduly jsou zásadně odděleny – nejsou povoleny žádné spojovací prvky, výstupky ani nosné části. Mezi šamotovým zdivem a kamnovou cihlou by také neměla být malta, ale pouze kompenzační spáry vyplněné žáruvzdorným materiálem (čedič, kaolin nebo jiné druhy lepenky či vaty). Důvodem je příliš velký rozdíl v charakteristikách tepelné kapacity a lineární tepelné roztažnosti šamotu a keramiky. Síly a deformace ve stykové zóně šamotových a keramických cihel zahřátých na vysoké teploty jsou tak velké, že vedou k prasknutí zdiva stěn kamen. Tento problém řeší separace a plovoucí zařízení.

Drobnou nevýhodou zvonových kamen je, že při zmenšení jejich objemu mírně klesá i účinnost, a to i při volbě ideálního tvaru kamen – kulatého průřezu. V malých místnostech jsou obvykle instalována malá kamna, takže určité snížení účinnosti je nevyhnutelné. Zajímavá alternativa k výrobě kamen Kuznetsov z kovu dosud neměla důstojnou implementaci. Konstrukce a tvar kovárny v žádném případě nezpůsobuje smyková napětí, a to je pouze jeden argument ve prospěch svařovaného kovového tělesa pece. Náklady na materiál jsou samozřejmě trochu děsivé, ale levnější litina je nemožná kvůli její masivnosti a křehkosti, včetně určité tepelné křehkosti.

Model kováře z ocelového plechu, natřený práškovou barvou, je lákavá vyhlídka, ale jsou tu i technické problémy a jedním z nich je obtížnost efektivního obložení střech malých kamen. A první zvon kovárny má pod střechou velmi vysoké teploty, spaliny jsou příliš horké a kov to bez obložení dlouho nevydrží. Cihla pro modely kamen Kuznetsov tedy zatím nemá konkurenci. zveřejněno na econet.ru

Pokud máte nějaké dotazy k tomuto tématu, zeptejte se je specialistům a čtenářům našeho projektu zde.

Líbil se vám článek? Napište svůj názor do komentářů.