Конструкции русских печей
а - обычная русская печь: 1 - подпечек; 2 - шесток; 3 - топливник; 4 -устье; 5 - щиток; 6 - дымовая труба; б - печь с колосниковой решеткой, оборудованная дутьем; в - печь конструкции И.С. Подгородникова
Топливо располагают в топливнике вблизи устья, необходимый для горения воздух поступает через нижнюю часть устья, а продукты горения, отдав теплоту поду, стенкам и своду топливника, через отверстия в щитке, расположенном в верхней части печи, поступают в дымовую трубу. Горшки с пищей устанавливаются на под шестка или в передней части топливника. Если в печи нужно выпечь хлеб, то после выгребания золы в топливник сажают тесто и закрывают устье заслонкой. Для увеличения количества передаваемой помещению теплоты печь устанавливается с отступом от стен помещения. Под подом делают песчаную прослойку для лучшего сохранения теплоты и выстилают его клинкерными плитами.
Накопившийся за долгие годы опыт использования большого числа русских печей выявил их характерные недостатки:
• горение топлива в них (на глухом поду) представлялось многим недостаточно совершенным, так как отсутствуют приспособления для регулирования расхода воздуха, в результате чего передняя часть топочной камеры вентилируется большим избыточным количеством воздуха, что снижает тепловой КПД печи;
• отопительные качества печи в целом невысоки, причем более важная для создания комфортных гигиенических условий нижняя зона печи прогревается очень слабо;
• приготовление пищи в летнее время связано с расходом большого количества топлива на прогрев всего массива кладки и к тому же вызывает вредный перегрев помещения;
• из-за большой толщины стен (они выкладываются в целый кирпич) велики габариты печи;
• печь непригодна для сжигания каменных углей.
Недостатки русской печи побудили специалистов печного дела искать пути ее усовершенствования. Начиная со второй половины XIX в. появились различные проекты модернизации русской печи.
Усовершенствование русской печи происходило в следующих основных направлениях:
• создание оптимальных условий горения топлива в топочной камере;
• разделение отопительной и пищеварочной функций печи путем введения дополнительного пищеварочного очага;
• повышение отопительных качеств печей за счет конструирования системы дымооборотов;
• увеличение прогрева нижней части печи.
Рассмотрим некоторые примеры конструктивного оформления.
Обычно более оптимальные условия горения получают за счет устройства на подовой части топочной камеры колосниковой решетки с подводом к ней воздуха снизу по воздушному каналу, имеющему поддувальную дверку. На колосниковой решетке с дутьем можно сжигать и каменный уголь. В качестве примера (рис. б) приведена конструкция, показавшая хорошие практические результаты. Здесь колосниковая решетка и воздушный канал расположены у задней стенки печи. Поддувало снабжается дверкой, имеющей устройство для регулирования потока воздуха. Передние дверки печи во время топки держат закрытыми и открывают их только на короткое время для того, чтобы установить горшки или поправить дрова.
Другим способом оптимизации процесса горения является отделение топливника от горнила. По такому принципу выполнена печь конструкции И. С. Подгородникова (рис. в). В ней топливник также отделен от горнила и расположен сбоку и сзади печи. Дымовые газы из топливника через открытый свод поступают в левую часть топочной камеры, откуда они могут перемешаться двумя путями: по летнему дымоходу — через заслонку в дымовую трубу; по зимнему дымоходу — через левое отверстие в поду топочной камеры в нижнюю часть печи. Прогрев нижнюю часть печи, заполненную несколькими рядами опорных кирпичных столбиков, газы поступают в дымовую трубу. Для подогрева воды в нижнюю часть печи встроен металлический таган. Из более поздних конструкций русской печи приведем здесь печь И.Ф. Волкова.
Она имеет чугунную плиту размером 50x50 см, водогрейную коробку и оборудована закрытой варочной камерой с вытяжной вентиляцией. Топку печи можно производить в зимнем и летнем режимах.
Сводная таблица результатов испытаний печей (при работе на дровах)
Показатели | Обычная русская | Конструкция Волкова | Конструкция Подгородникова | |||||||||||
Количество сожженного топлива, кг | ||||||||||||||
Относительная влажность, % | 21,6 | 25,5 | 18,64 | 16,3 | 25,3 | |||||||||
Удельная теплота сгорания, МДж/кг | 3,7 | 3,8 | 3,9 | 3,8 | 3,64 | 3,5 | 4,05 | 4,15 | 3,65 | |||||
Время горения, мин | ||||||||||||||
Избыток воздуха | 2,32 | 1,65 | 1,32 | 2,75 | 1,4 | 1,95 | 1,5 | 1,72 | ||||||
Содержание СO2, % | 7,8 | 11,7 | 14,2 | 7,3 | 8,7 | 9,9 | 9,7 | 11,5 | 11,07 | |||||
Содержание СО, % | 0,74 | 0,79 | 0,93 | 0,08 | 0,37 | 0,61 | 0,6 | 1,75 | 0,46 | |||||
Температура уходящих газов, ° С | ||||||||||||||
Потери, %: | ||||||||||||||
q2 | 21,8 | 10,8 | 9,5 | 8,5 | ||||||||||
q3 | 5,8 | 4,3 | 4,3 | 0,72 | 2,7 | 3,95 | 8,6 | 2,7 | ||||||
q4 | ||||||||||||||
Напряжение топочного пространства, кВт/м3 | ||||||||||||||
КПД, % | ||||||||||||||
Вопрос о целесообразности существенных переделок обычной русской печи возникал неоднократно. В связи с этим определенный интерес представляют результаты сравнительных испытаний трех образцов русской печи: обычного и двух модернизированных (конструкции И.Ф. Волкова и И.С. Подгородникова), сведенные в таблицу.
Будет жаль, если русская печь сохранится в лучшем случае только в одном-двух музейных экспонатах.
Древесное топливо.Огневые печи на дровах остаются важным элементом нашего быта. Каждый вид дров при сжигании имеет свои особенности. Древесину условно делят на твердую и мягкую. К твердой древесине относят клен и дуб, они горят длинным, спокойным пламенем, долго разогреваются. Твердая древесина уместна при больших размерах топки, так как пламя у нее длиннее. Мягкая древесина сгорает быстрее, испуская искры, процесс горения сопровождается сильным треском. Не рекомендуются к использованию слишком сухие дрова, так как они быстро прогорают. Лучше использовать дрова, хранящиеся в поленнице под навесом. Они имеют влажность, соответствующую влажности воздуха, и сгорают медленнее.
Наибольшее сажеобразование дает береза, лучшими в этом отношении являются ольховые и особенно осиновые дрова. Последние не только сами не дают сажи, но и способны выжигать из дымохода уже осевшую сажу. Хорошим средством для очистки газоходов от сажи является периодическое сжигание в топке сухих картофельных очистков.
Пламя камина.Имеются приемы по изменению пламени в камине. Можно, например, использовать пни и корни различных деревьев, они дают пламя с красивым рисунком. Но окрашивать пламя можно и с помощью специальных приемов. Обычная поваренная соль дает интенсивную желтую окраску, хлорид меди дает гамму красок, в которой сильнее всего выражены голубой и зеленый цвета. Добавки можно непосредственно засыпать в очаг, но лучше приготовить из них раствор и пропитать им древесину перед закладкой в камин.
Приятный аромат дают добавки древесины из сухих веток можжевельника, вишни, сливы и особенно старой яблони.
Примеры энергосбережения при печном отоплении.По мере развития отопительной техники появлялись и приемы энергосбережения в бытовой практике. Анекдот из Габрово. Приехал человек первый раз в Габрово. Обратил внимание, что много кошек без хвостов. Спрашивает: зачем это? Отвечают: зимой за кошкой можно быстрее закрывать дверь в доме.
Некоторые из реальных приемов:
• Еще в недавнем прошлом многие дома в деревнях на зиму снизу почти до окон обшивали досками, а в зазор между домом и «завалинкой» насыпали опилки и другой утеплитель.
• Другой подобный прием заключался в подсыпке снега вдоль периметра дома зимой и отбрасывания его с приходом весны.
• До сих пор в деревенских домах делают низкие двери, не говоря уже о банях. Причина та же — уменьшить площадь проемов при открытии двери.
• Солнце в жилище — одно из условий здоровья его обитателей.
При этом появляется возможность использования в повседневной жизни возобновляемого источника энергии. Дом старались расположить так, чтобы в него попадало как можно больше солнца. При этом помещения, где находились люди продолжительное время, например жилье, детские комнаты, располагали в освещаемой солнцем части дома. Северную сторону использовали для размещения подсобных помещений.
• Для сохранения тепла в бане делали низкую притолоку и высокий порог. Дверь выполняли из досок толщиной 40-50 мм в шпунт или четверть с таким расчетом, чтобы она свободно, с зазором 3-5 мм на сторону, заходила в фальцы коробки, но при этом плотно прикрывалась по краю полотна. Порог выполнялся высотой 20-25 см.
• В прошлые времена использовалось много приемов для розжига костра. Например, на уголь или дрова высыпали горсть обычной поваренной соли, и пламя начинало разгораться.
• Более современный прием. Кирпич просушивают и на несколько часов опускают в емкость с керосином, пока его поры не пропитаются горючим. Затем подносят к кирпичу спичку, и костер готов. Когда надо потушить пламя, кирпич покрывают плотной тканью.
• К нам пришли из глубокого прошлого овощные ямы в земле с температурой воздуха в них круглогодично около 0°С.
• Активно использовался и наш климат с длительным зимним периодом. Зимой заготавливали лед, снег. Покрывали его толстым слоем опилок, и он сохранялся почти до осени.
Помещения для домашних животных. Основным средством защиты домашних животных от холода служат помещения, которые человек строит для животных. Старая поговорка: «Заведи сперва хлевину, а там и животину» не утратила своей значимости и в наши дни. Ведь именно устройство «хлевины», животноводческой постройки, определяет технологию содержания животных и, следовательно, расход кормов и продуктивность животных.
Обратимся к истории. «Каждый русский, каждый живущий в России знает, что такое у нас поздняя осень и зима: гололедицы, заметы, вьюги и жестокие морозы. Разбирая строго, конечно, у нас скот содержится зимой не под открытым небом, на дворах, окруженных крытыми сараями, но кто же не знает жалкого устройства их? Будучи плетенные из сучьев и ветвей, с навесами, кое-как прикрытыми соломой, сквозной ветер свищет в них со всех сторон, и бедная скотина не знает, куда прислониться и где искать спасения. Случаются зимы, в которые снега и бураны, при страшной стуже, бывают так велики, что скотные дворы заносятся поверх крыш, и скотники, чтобы дать скоту корм, вынуждены бывают, пробравшись с трудом по поверхности снеговых гор к сараю, раскапывать крышу и через нее опускать его, а о водопое и говорить нечего. Следствия этой разрушительной игры природы при таком устройстве скотных дворов не могут не быть гибельны для несчастного скота». Это описание, взятое из книги М. Пузанова «О скотоводчестве в России», относится к 1864 году.
Естественно, возникает вопрос, чем же вызвано такое «спартанское» содержание животных?
Оказывается, теплокровные животные выделяют в результате жизнедеятельности огромные количества тепла. Например, согласно современным расчетам, 260 коров выделяют столько же тепла, как теплогенератор, расходующий ежесуточно 0,5 тонн дизельного топлива. То есть взрослый крупный рогатый скот может «отапливать» себя сам. Более того, при адаптации к условиям неотапливаемого телятника у животных мобилизуются резервы организма, что способствует лучшему развитию сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, пищеварения и других внутренних органов, повышает устойчивость газо-энергетического обмена, иными словами, создаются все предпосылки для высокой продуктивности.
Крупный рогатый скот лучше свиней и птицы приспособлен к низким температурам. Например, мясной скот, не снижая прироста, в состоянии переносить температуру до 40-50°С, если он защищен от ветра и сырости.
Рассказывая о холодном содержании животных, нельзя не вспомнить опыт якутских скотоводов. Скот зимой содержат в своеобразных постройках-хатонах.
Якутский хатон — строение в виде усеченной четырехугольной пирамиды с наклонными стенами из тонких бревен и совмещенным покрытием, окнами из ледяных пластин и полом из стесанного накатника или жердей на вагах, утопленных в почву. Наклонные стены обмазывают толстым слоем навоза, а снизу засыпают землей. Двери утепляют шкурами, причем обязательно только изнутри. Вентиляция — естественная с использованием шахт и приточных отверстий в стенах.
Вместо оконных стекол в таких строениях применяют ледяные пластины, так как лед, в отличие от стекла, легко очищается от инея и обеспечивает лучшую теплоизоляцию, чем одинарные остекленные рамы.
При температуре наружного воздуха -52°С внутри хатона сохраняется температура от -2°С до +2°С. Влажность и газовый состав воздуха в таком помещении — в пределах зоогигиенических норм.
Пониженная температура в хатонах способствует закаливанию животных, а это предохраняет их от простудных заболеваний и обморожений во время прогулок.
Многие якутские скотоводы убеждены в том, что вредное влияние на животных оказывает не низкая температура в хатонах, а сырость и изнеженность их высокими температурами в зимнее время, если животные содержатся в типовых современных постройках.
Естественно, возникает вопрос, почему в настоящее время не используется опыт предков по содержанию крупного рогатого скота. Дело в том, что хотя среди различных климатических факторов основное внимание уделяется температуре воздуха внутри помещений, влажность оказывает на животных ничуть не меньшее влияние. Если обитательницы сухих коровников хорошо переносят довольно низкие температуры, то в сырых помещениях их устойчивость к холоду падает.
Прежде всего, влажность влияет на теплорегуляцию организма животного. Снижение температуры и повышение влажности воздуха значительно увеличивают его теплопроводность и теплоемкость, что приводит к большой потере тепла животными (теплопроводность влажного воздуха в 10 раз больше, чем сухого). В воздухе с высокой влажностью теплоотдача путем испарения практически невозможна. Все это отрицательно влияет на состояние животных.
Но приведенные примеры показывают, что во многих климатических зонах страны можно весьма успешно приблизить условия обитания скота к естественным.
Означает ли это, что надо немедленно и повсеместно перейти на содержание скота в «спартанских» условиях? Конечно, нет. Но следует знать о некоторых весьма неожиданных энергосберегающих условиях содержания крупного рогатого скота в прошлом в наших российских условиях.
Дата добавления: 2016-07-11; просмотров: 1802;