Каменный обогреватель - Википедия - Masonry heater

Классическая круглая керамическая печь в скандинавском стиле, которая помещается в углу комнаты.

А каменный обогреватель (также называемый кирпичная кладка печь) - устройство для обогрева внутреннего пространства за счет лучистое отопление, улавливая тепло от периодического горения топлива (обычно дерево ), а затем излучать тепло при довольно постоянной температуре в течение длительного периода. Облицованные плиткой каменные утеплители называются петухи (также кафельные печи или керамические печи). Технология существовала в разных формах, начиная с Неогляциальный и Неолит периоды. Археологические раскопки показали, что древние жители использовали горячий дым от пожаров в своих подземных жилищах для излучения в жилые помещения. Эти ранние формы превратились в современные системы.

Свидетельства, найденные с 5000 г. до н. Э. из массивные блоки кладки, используемые для сохранения тепла предзнаменованный ранние формы очагов огня которые использовались как многофункциональные источники тепла. Более поздние эволюции произошли в римской гипокауст и австро-германский петушок (Качелофен, буквально «изразцовая печь», или Стейнофен, «каменная печь»), используя курить и выхлоп одиночного пожара. В Восточной и Северной Европе и Северной Азии эти моллюски эволюционировали во многих различных формах и названиях: например, Русская печь (русский: Русская печь), финская печь (по-фински: Пыстюуни или Kaakeliuuni, «изразцовая печь») и шведская печь (по-шведски: какелугн, "изразцовая печь" или "противоточная печь"), связанные с Карл Йохан Кронштедт. Китайцы развили тот же принцип в своих Кровать-печь Кан. Каменный обогреватель в последнее время приобрел новую популярность в стране благодаря своей теплопроизводительности.

Каменный утеплитель определяется ASTM International как «вентилируемая система отопления преимущественно каменной конструкции, имеющая массу не менее 800 кг (1760 фунтов), исключая дымоход и основание каменного обогревателя. В частности, каменный обогреватель специально разработан для улавливания и хранения значительной части тепла энергия от пожара твердого топлива в массе каменного обогревателя через внутренние теплообменные дымовые каналы, позволяет заправке твердого топлива, смешанного с достаточным количеством воздуха, сгорать быстро и более полно при высоких температурах, чтобы уменьшить выброс несгоревших углеводородов , и иметь достаточную массу и такую площадь поверхности, чтобы при нормальных условиях эксплуатации температура внешней поверхности каменного нагревателя (за исключением области, непосредственно окружающей дверцу (дверцы) для загрузки топлива) не превышала 110 ° C (230 ° C). F) ".^[1]

Характеристики

Петушок, используемый для центральное отопление, построенный около 1959 года.

Печь сделана из кирпичная кладка такие как кирпич (огнеупорный кирпич), мыльный камень, плитка, камень, штукатурка или комбинация материалов, а не сталь или чугун. Обычно ему требуется специальная опора, чтобы выдержать его вес. Он состоит из топки и теплообменных каналов или перегородок, обеспечивающих дополнительную площадь поверхности. Они поглощают тепло от горячих выхлопных газов до выхода газов в дымовая труба. Огонь в каменной печи горит намного сильнее, чем в металлической печи. Очень горячие пожары значительно сокращают выбросы. Когда не топится, соединение каменного обогревателя с дымоходом иногда имеет заслонку для предотвращения выхода тепла вверх по дымоходу; затем тепло излучается от кирпичной кладки.

Кладка нагревается дольше, чем металл; но, будучи нагретым, обогреватель будет излучать это тепло в течение гораздо более длительного периода времени и при гораздо более низкой температуре, чем в металлической печи (металл горячий только тогда, когда внутри печи горит огонь, и в течение короткого времени после этого ). Кладочный утеплитель обогревается непродолжительными огнями; в основном это тепло, аккумулируемое массой обогревателя, которое нагревает жилое пространство. И в Европе, и в Америке сиденья и даже кровати иногда строят рядом с каменной печью; это возможно, потому что внешние поверхности обогревателя достаточно холодные, чтобы к ним можно было прикоснуться. Этот цикл коротких обжигов и длительных периодов выделения тепла делает каменную каменку гораздо более удобным вариантом для фактического обогрева дома дровами, чем металлическую дровяную печь. Каменные печи могут выделять тепло отовсюду в течение 36 часов после того, как огонь погас (чем больше тепловая масса, тем больше тепла может сохранить прибор). Это означает, что домовладелец обычно может разжечь костер вечером, вернувшись домой. В более современной каменной печи со стеклянной дверцей это означает, что они могут наслаждаться огнем в течение вечера. Но ночью и в течение следующего дня, когда огонь больше не горит, обогреватель все еще будет обогревать дом, готовый к повторному запуску цикла на следующий вечер. Сравните это с металлической печью, которая часто либо слишком горячая, либо слишком холодная (не горит), и требование к владельцу загружать бревна через регулярные промежутки времени, и преимущества должны быть очевидны.

Тепловая нагрузка является серьезной проблемой при строительстве каменных утеплителей. Разница в температуре внутри кладки нагревателя может привести к дифференциальному расширению. Квалифицированный каменщик-каменщик знает, как учесть это напряжение при проектировании и изготовлении нагревателя, предотвращая тем самым неравномерное расширение, вызывающее растрескивание снаружи. Есть два основных способа решения этой проблемы. Один из них - сделать зазор между внутренним сердечником нагревателя и его внешней «оболочкой». Другой - создание более монолитной конструкции с аспектами пост-напряжения для механической компенсации расширения и сжатия. Оба метода используются успешно.^[2]

Скорость, с которой каменный утеплитель достигает нужной температуры, определяется конкретной толщиной и характеристиками материалов, используемых при его строительстве. Очень отзывчивые обогреватели быстрее нагреваются и подходят для более быстрой корректировки температуры в помещении. Менее чувствительные обогреватели нагреваются дольше, но они хорошо подходят для длительных периодов холодной погоды, потому что они так хорошо хранят тепло и обеспечивают надежное, равномерное тепло в течение всего дня и ночи.^[3] Поскольку лучистое тепло излучается на низком уровне, каменный обогреватель вряд ли перегреет дом, как металлическая печь в более теплые периоды года, такие как осень или весна.

Качелофен

Cocklestove - пользователем Джозеф Эффнер, Шлейсхаймский дворец (ок. 1720 г.)

Плиточная печь (Немецкий: Качелофен, «изразцовая печь»), относительно большой домашний обогреватель, окруженный керамической плиткой, существует не менее пяти веков. В эпоху Возрождения строители коклестов были частью особого промысла и назывались Хафнермейстер. Петушок использует лабиринт -как проход создан из огнеупорного кирпича, чтобы выпустить газы и дым от дров медленно, что позволяет сохранить огнеупорный кирпич столько тепла, сколько возможно от газов и дыма. Керамическая плитка вокруг чаши также действует как изоляция для сохранения тепла. Петушиные петушки были тщательно спроектированы таким образом, чтобы отводилось минимальное количество тепла, ровно столько, сколько необходимо для обогрева. дымоход для поддержания надлежащей тяги. Огнеупорный кирпич, используемый в конструкции коклестов, удерживает на 80% больше тепла, чем черные металлы, такие как чугун, а его теплопроводность составляет 1/45 теплопроводности железа или стали.^[4] Коклестов достаточно эффективен, чтобы обогреть дом в течение 6–12 часов после того, как огонь перестал гореть.^[5]

Русская печь

Русская печь, еще один типичный каменный обогреватель, возникла в России в 15 веке после того, как кирпичный дымоход был добавлен к традиционному черному камину, у которого не было дымовой трубы и который выходил прямо в комнату. Добавление дымохода позволило лучше использовать тепло за счет пропускания дыма и газов через кирпич лабиринт называется коленя (коленья. «колени» или «изгибы») перед тем, как пустить его в дымовую трубу. Большая тепловая масса этих изгибов улавливала тепло, а затем медленно высвобождала его. Типичная русская печь представляет собой большую, обычно кубовидную массу кладки, обычно весом около 1-2 тонн, построенную в центре традиционного дома. избушка изба, обшитая лепниной и тщательно побеленная.^{[нужна цитата ]}

Большинство русских печей состоят из массивных огнеупорный кирпич очаг, часто достаточно большой, чтобы в него мог поместиться взрослый мужчина, с дымоходом, продолжающимся в лабиринт -подобно теплообменник построен из обычного кирпича, обычно со встроенным печь для приготовления пищи, где иногда использовали вторичный камин, чтобы быстро приготовить пищу, не нагревая все дело; все покрыто внешней кирпичной оболочкой, обычно с пьедесталом для кухонных работ и встроенными в него кроватями. Печь обычно устанавливалась у одной из стен дома или, в более крупных многокомнатных домах, в одна из стен, в этом случае комната без камина и, следовательно, дым, но нагретый кирпичной стороной печи, назывался Светлица («светлый») и использовался как гостиная, а другой использовался как кухня. Небольшие пространства, оставленные за печью и под ее бревенчатым фундаментом, назывались запечье («за печкой») и подпечье («под плитой»), и используется как сухое теплое хранилище.

Источники топлива

Современный каменный утеплитель

Эти обогреватели в основном топятся дровами, и эти огни предназначены для быстрого и горячего горения (никогда не гаснут, как это часто бывает со стандартными дровяными печами). Они не горят постоянно. Этот метод отопления мог быть ответом на истощение ресурсов древесины до появления уголь и другие минеральные источники энергии. Открытые камины были важным источником света, а также тепла, и с «неограниченным» запасом дров для их топки нет никакого стимула повышать эффективность их теплопроизводительности, что довольно мало. Однако, когда дрова стали более дефицитным ресурсом, строители каминов стали закрывать топку, чтобы улавливать как можно больше тепла.

Так как каменки горят быстро и горячо, они могут работать с любой сухой, расколотой древесиной, обычно от трех до пяти дюймов (от 8 до 13 см) в диаметре. В некоторых районах Центральной и Восточной Европы эти обогреватели иногда эффективно топят с использованием трава, солома, и сено. В Восточной Европе также принято модифицировать эти эффективные обогреватели, чтобы они были подключены к газовой сети и работали на газе. Некоторые современные модели включают в себя электрические нагревательные элементы, подключенные к таймерам. Они используются только в качестве резервного источника тепла в периоды, когда конструкция будет оставаться без присмотра на длительное время зимой (и, следовательно, некому будет разводить новый огонь в обогревателе каждый день или по мере необходимости), чтобы предотвратить замерзание конструкции.

Современное развитие

Некоторые современные каменные обогреватели не имеют облицовки керамической плиткой. Вместо этого огнеупорный кирпич покрывают термостойкой штукатуркой. Стеклянная дверь позволяет видеть горящий огонь. Как и в прошлом, после того, как дрова сгорели, нагретая масса печи продолжает излучать тепло, но размеры дымоходов современных каменных каменок рассчитаны более точно, чтобы обеспечить повышенную эффективность и производительность и использовать меньше древесины.

Некоторые современные каменные каменки изготавливаются из мыльного камня, который обладает особенно высокой теплоотдачей.

Галерея

Смотрите также

Обогрев кладки:
- Агунги (Корейский)
- Cocklestove (Английский, немецкий)
- Гипокост (Греко-римский)
- Канг кровать-печь (Китайский)
- Ондоль (Корейский)
- Подогреватель ракетной массы
- Русская печь (Русский)
Камин
Многотопливная печь
Дровяной печью

дальнейшее чтение

Каменные обогреватели: проектирование, строительство и жизнь с кусочком солнца Кен Матес (Chelsea Green Publishing Co., 2010)ISBN 978-1-60358-213-1
Книга каменных печей: заново открывая старый способ утепления Дэвид Лайл (Chelsea Green Publishing Co., 1984)

внешняя ссылка

[1] Матес, Кен (2010). Каменные обогреватели: проектирование, строительство и жизнь с кусочком солнца. Chelsea Green Publishing Co., стр. XV. ISBN 9781603582131.

[2] Матес, Кен (2010). Каменные обогреватели: проектирование, строительство и жизнь с кусочком солнца. Chelsea Green Publishing Co., стр. 172. ISBN 9781603582131.

[3] Матес, Кен (2010). Каменные обогреватели: проектирование, строительство и жизнь с кусочком солнца. Chelsea Green Publishing Co., стр. 131. ISBN 9781603582131.

[4] Шнайдер, Джейсон (январь 1979). «Изразцовые печи: эффективные и элегантные дровяные печи». Ежемесячный журнал Popular Science (Том 214, № 1 изд.). Популярная наука, Bonnier Corporation: 98. ISSN 0161-7370.

[5] Шнайдер, Джейсон (январь 1979). «Изразцовые печи: эффективные и элегантные дровяные печи». Ежемесячный журнал Popular Science (Том 214, № 1 изд.). Популярная наука, Bonnier Corporation: 100. ISSN 0161-7370.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]