Какая печь лучше канальная или колпаковая

Опубликовано

26.06.2018 | Автор: kmveg
0
Что создает в нашем доме уют, атмосферу удобства и релакса. Конечно же, современная система отопления. В городской квартире или доме монтаж отопительной системы не составляет труда.

В загородном доме, а особенно, если он расположен в местности, где нет газоснабжения, вопрос отопления требует подбора разных вариантов.

Если учитывать все пожелания домочадцев о том, чтобы помещения быстро нагревалось зимой, для обогрева не требовалось носить много угля, а еще чтоб обязательно камин, то выход один установить колпаковые печи Кузнецова.

Есть еще один вариант — канальная печь. Эта печь, что называется с историей, еще ее называют «русская печь».

Что такое колпаковая печь

Это один из вариантов доработанной конструкции обычной печи. Сначала такой принцип действия использовался для работы промышленных агрегатов. С середины прошлого века колпаковый тип отопления начал распространяться и в частных домах.

Сейчас колпаковые печи считаются наиболее пригодным вариантом для эксплуатации. При постройке они не требуют сложного расчета высоты дымохода для создания искусственной тяги. Процесс растопки и нагревания проводится значительно быстрее, чем, например, у канальной печи.

Основное отличие от последней заключается в способе отведения дыма: канальная печь вытягивает отработавшие газы за счёт дымохода наружу, а колпаковая, наоборот, выталкивает дым. Благодаря этому снижается скорость его движения в дымоходе и соответственно увеличивается КПД (примерно до 93%). Также снижается риск задувания пламени и отравления угарным газом.

Русские строители всегда славились мастерством кладки печей. Лучшим существующим вариантом выполнения такой печи является конструкция, предложенная Кузнецовым. Секрет заключается в использовании гладких кирпичей, раствора из глины и особой схеме расположения, при которой кирпичи делят пространство на несколько полостей, являющимися колпаками.

Под обычный тигель

Устройство тигельной индукционной печи

Остаточная емкость раздражала металлургов – сплавы-то плавились дорогие. Поэтому, как только в 20-х годах прошлого века появились достаточно мощные радиолампы, тут же родилась идея: выкинуть на (не будем повторять профессиональные идиомы суровых мужиков) магнитопровод, а обычный тигель засунуть прямо в индуктор, см. рис.

На промышленной частоте так не сделаешь, магнитное поле низкой частоты без концентрирующего его магнитопровода расползется (это т. наз. поле рассеяния) и отдаст свою энергию куда угодно, только не в расплав. Компенсировать поле рассеяния можно повышением частоты до высокой: если диаметр индуктора соизмерим с длиной волны рабочей частоты, а вся система – в электромагнитном резонансе, то до 75% и более энергии ее электромагнитного поля будет сосредоточено внутри «бессердечной» катушки. КПД выйдет соответственный.

Однако уже в лабораториях выяснилось, что авторы идеи проглядели очевидное обстоятельство: расплав в индукторе, хотя бы и диамагнитный, но электропроводящий, за счет собственного магнитного поля от вихревых токов изменяет индуктивность нагревательной катушки. Начальную частоту понадобилось устанавливать под холодную шихту и менять по мере ее плавления. Причем в пределах тем больших, чем больше заготовка: если для 200 г стали можно обойтись диапазоном в 2-30 МГц, то для болванки с железнодорожную цистерну начальная частота будет около 30-40 Гц, а рабочая – до нескольких кГц.

Подходящую автоматику на лампах сделать сложно, «тянуть» частоту за болванкой – нужен высококвалифицированный оператор. Кроме того, на низких частотах сильнейшим образом проявляет себя поле рассеяния. Расплав, который в такой печи еще и сердечник катушки, до некоторой степени собирает магнитное поле возле нее, но все равно, для получения приемлемого КПД понадобилось окружать всю печь мощным ферромагнитным экраном.

Тем не менее, благодаря своим выдающимся достоинствам и уникальным качествам (см. далее) тигельные индукционные печи широко применяются и в промышленности, и самодельщиками. Поэтому остановимся подробнее на том, как правильно сделать такую своими руками.

Преимущества и недостатки

Купольная печь обладает большим количеством положительных сторон:

Экономия при возведении. При строительстве не потребуется большое количество материалов. К тому же практически все они имеются под рукой.
Простота. Процесс монтажа с лёгкостью выполняется при наличии чертежа или схемы кладки. В конструкции нет каких-либо сложных механизмов.
Удобство и простота в эксплуатации. Она неприхотлива к топливу и не требует особого ухода.
Быстрый и эффективный нагрев. Конструкционные особенности существенно уменьшают время, затраченное на то, чтобы обогреть саму печь.
Множество вариантов исполнения и оформления. Например, одной из вариаций конструкции является двухколпаковая отопительная печь с водяным контуром.

Помимо положительных имеются и негативные стороны применения данного вида печей:

Несмотря на эффективность обогрева, не все части печи прогреваются равномерно.
Конструкция ограничивает возможность введения дополнительного объема воздуха для продува при плохой тяге и малом нагреве.
Больший, по сравнению с другими видами, расход топлива. Это является самым крупным недостатком, но при правильно рассчитанной схеме отопления это компенсируется.

Противоточная отопительная печь

В такие печи воздух поступает снизу. После нагрева в камере горения он поднимается по подъемному каналу, где охлаждается и спускается по паре опускных каналов. Эта конвективная система способна обеспечить высокий КПД за счет качественного отбора тепла в помещение. Корпус такой отопительной печи прогревается быстро и равномерно. Извне дровяная печь отделывается лицевым кирпичом либо камнем, что придает эстетичный вид конструкции, позволяет сохранять тепло.

Противоточная печь

Финская противоточная дровяная отопительная печь отводит дым через коренную трубу, при этом имеются дополнительные каналы. Благодаря этому на печь устанавливается варочная поверхность. Недостаток противоточных печей один – сложная конструкция. Сооружение такой печи по силам только опытному мастеру.

Принцип действия

До того, как начала применяться колпаковая система для отопления дома, были наиболее востребованы канальные сооружения. Нагретый воздух вместе с отработавшими газами поднимались по каналу вверх, осуществляя нагрев его стенок. Далее дым поступал в дымоход и выводился наружу из-за действия искусственной тяги.

Обратите внимание! Система нагревалась неравномерно и быстро остывала, из-за чего спустя некоторое время нарушалась целостность кладки. Ещё одним недостатком этого способа было большое количество образовывающейся сажи.

При работе колпаковой печки движение горячего воздуха происходит само по себе: его выталкивает новая порция газа. По сути, любая такая система — двухколпаковая печь, так как в ней всегда присутствует два колпака, которые находятся либо рядом, либо друг над другом. В них задерживаются горячие газы. Обе полости соединяются перемычкой, по которой происходит циркуляция горячего воздуха.

Первый колпак отходит непосредственно от топки. Поступающий в него воздух задерживается и не может двигаться вверх. После этого в зависимости от степени нагревания стенок колпака газ либо отдает тепло и охлажденный попадает снова в топку, где повторно нагревается, либо поступает во второй колпак. Вторая полость служит для создания тяги и более равномерного нагрева.

Данная система таким образом сама регулирует температуру и режим горения, увеличивая или уменьшая пламя в зависимости от того, будет направлено движение газа во второй колпак или в топку.

Обратите внимание! Благодаря постоянно находящемуся в контуре горячему воздуху, который не покидает его, пока максимально не отдаст тепло, КПД печки возрастает до 93%.

Отличительные особенности и принцип функционирования

В народе отопительная колпаковая печь Кузнецова зовется просто “кузнецовка” или “колпаковка”. Свое название она получила в честь своего создателя — И.В. Кузнецова, который начал разработку новой технологии отопления еще в 60-х годах двадцатого века.

В сравнении с обычными агрегатами, функционирующими на твердом топливе, такая конструкция характеризуется большей отдачей тепла и более высокой экономичностью.

Если КПД обычной печи не превышает показатель в 60 %, то производительность колпаковых печей Кузнецова достигает 80 %.

Это обеспечивается за счет уникального принципа, который лежит в основе функционирования таких устройств, который заключается в движении газов внутри печи.

За счет собственной силы тяжести нагретые газы перемещаются по трубе, теплые воздушные массы направляются вверх и вытесняет холодные. В отличие от обычных печей, работающих по принципу “принудительного движения воздуха по дымоходу”, в кузнецовках воздух не выходит из трубы, а скапливается под колпаком. Со временем он там остывает, а после вытесняется горячим потоком воздуха.

Схема устройства колпаковой печи Кузнецова

Конструкция колпаковки и заложенный в основе ее функционирования принцип, более сложные. Однако, именно за счет того, что воздух двигается естественным образом, достигается большая экономия топлива и высокая теплоотдача. Исходя из функциональных особенностей подобные агрегаты подразделяются на:

колпаковая печь для бани;
печь для приготовления пищи ( с варочной панелью, духовкой, под казан, гриль и т.д.);
колпаковая печь с камином;
печка для отопления дома;
комбинированный тип.

Наибольшую популярность обрели “кузнецовки” комбинированного типа, на которых можно готовить еду и отапливать весь дом.

Для наилучшего понимания принципа действия печи Кузнецова, представьте костер, который разожжен на открытом воздухе. Поскольку постоянно к нему поступает большое количество воздуха, то он отдает немного тепла. Если накрыть этот костер металлическим колпаком, при этом оставив небольшой зазор внизу, чтобы окончательно не погасить пламя.Таким образом, горячий воздух будет двигаться вверх и начнет отдавать тепло стенкам. После того как он охладится, он начнет опускаться вниз, а его место займет новый поток горячих воздушных масс. В этом и заключается принцип циркуляции горячих газов, который разработал Кузнецов.

На рисунке представлена схема движения газов в колпаковой печи.

Движение газов в печах Кузнецова

Монтаж своими руками

Монтаж печи проводится в три основных этапа:

Подготовительный;
Кладка первого уровня;
Кладка второго уровня.

Подготовительный этап

Сначала нужно собрать все необходимые инструменты и материалы для возведения печной системы. Для этого понадобится:

Лопаты (совковая и штыковая).
Армирующий прут из металла.
Опалубка.
Пленка из полиэтилена.
Цементный раствор (состоит из смеси песка цемента в соотношении соответственно 3:1, вода по требованию).
Песок.

Далее все действия выполняются поэтапно:

Сперва штыковой лопатой копается яма размерами 1,5×1 м, глубина примерно 0,8 м. Нужно стараться сделать края максимально ровными.
Низ ямы покрывается слоем песка толщиной 15 см. Так яму нужно оставить на срок до 2 дней. Это нужно для оседания песочного слоя. Такой метод помогает придать дополнительную устойчивость печи.
Опалубку можно сделать из старых ненужных досок, идеально — из фанеры.
Армирование выполняется стальным прутом средней или чуть меньше средней толщины (это некритично, так как нагрузки невелики).
Далее медленно и равномерно заливается раствор. Важным моментом является «помешивание» уже залитого раствора для предотвращения образования в нем пузырьков воздуха. Данное мероприятие позволит максимально увеличить надежность и долговечность фундамента.

Отзывы пользователей о колпаковых печах

Александр, Москва: «Уже который год на дачном участке источником тепла и пищи служит двухколпаковая отопительно-варочная печь. Проста в обслуживании и очень эффективна. Небольшим недостатком является неравномерный прогрев».

Татьяна, Вологда: «Заказала возведение печи в частном доме у местного мастера. Всем довольна. Правильный расчет и строительство четко по чертежам привели к тому, что печь идеально равномерно прогревается сама и согревает дом».

Колпаковый тип отопления — универсальное решение, которое способно заменить отопление в тех местах, где это невозможно. Также она может выполнять функции плиты и осуществление горячего водоснабжения.

Выбрать какая печь лучше – канальная или колпаковая

Не все виды печей изначально предназначались для обогрева жилых помещений. Так, к примеру, колпаковая конструкция впервые была разработана и применена в металлургии. Благодаря высокому КПД и быстрому прогреву поверхности она с успехом использовалась для плавки руды.

Канальные конструкции изначально были приспособлены для бытовых нужд и удовлетворяли потребность человека в тепле и приготовлении пищи. В связи с этим у потребителя может возникнуть вопрос, какая печь лучше, канальная или колпаковая? Традиционный классический вариант, используемый в домах веками или тот, что был переоборудован для бытовых нужд сравнительно недавно?

Преимущества и недостатки канальной и колпаковой конструкции

Для того чтобы выбрать канальную или колпаковую печку стоит принять во внимание технические особенности их конструкции, а также преимущества и недостатки которые имеет каждая система.

Канальная печь. Традиционное устройство используется в классической русской печи. Принцип ее работы состоит в том, что теплый воздух из топочной камеры попадает в системы дымоотведения или канал и выходит с помощью тяги. Недостатком такого решения является большое количество дыма при растопке. Это связано с тем, что тяга образуется благодаря хорошо прогретому каналу. Еще одним недостатком такого устройства является то, что дымоходная труба должна быть достаточно высокой. От печника в данном случае требуется особенное мастерство, чтобы правильно рассчитать этот коэффициент с количеством оборотов канала.

Колпаковая печь. В данном случае используется принцип естественной циркуляции теплого воздуха. Нагретые массы поднимаются вверх и поступают вверх своеобразного колокола (колпак), после того как они отдали тепло они опускаются вниз и попадают в систему дымоудаления через подвертки. Некоторые модели используют сразу несколько колпаков, таким образом, в несколько раз увеличивая производительность печи. Преимуществом такого устройства является то, что для обеспечения нормальной работы его не требуется прогревать. Дымоходная труба может быть ниже, нагрев поверхности происходит быстрее, но, как правило, менее равномерно, чем в канальной печи.

Немного теории

При конструировании самодельной «индукционки» нужно твердо помнить: минимум потребляемой мощности не соответствует максимуму КПД, и наоборот. Минимальную мощность от сети печка возьмет при работе на основной резонансной частоте, Поз. 1 на рис. Болванка/шихта при этом (и на более низких, дорезонансных частотах) работает как один короткозамкнутый виток, а в расплаве наблюдается всего одна конвективная ячейка.

Режимы работы тигельной индукционной печи

В режиме основного резонанса в печке на 2-3 кВт можно расплавить до 0,5 кг стали, но разогрев шихты/заготовки займет до часа и более. Соответственно, общее потребление электричества от сети будет большим, а общий КПД – низким. На дорезонансных частотах – еще ниже.

Вследствие этого индукционные печи для плавки металла работают чаще всего на 2-й, 3-й и др. высших гармониках (Поз. 2 на рис.) Требуемая для разогрева/расплавления мощность при этом возрастает; для того же полкило стали на 2-й понадобится 7-8 кВт, на 3-ей 10-12 кВт. Но прогрев происходит очень быстро, за минуты или доли минут. Поэтому и КПД выходит высокий: печка не успевает «съесть» много, как расплав уже можно лить.

У печей на гармониках есть важнейшее, даже уникальное достоинство: в расплаве возникает несколько конвективных ячеек, мгновенно и тщательно его перемешивающих. Поэтому можно вести плавку в режиме т. наз. быстрой шихты, получая сплавы, которые в любых других плавильных печах выплавить принципиально невозможно.

Если же «задрать» частоту в 5-6 и более раз выше основной, то КПД несколько (ненамного) падает, но проявляется еще одно замечательное свойство индукционки на гармониках: поверхностный нагрев вследствие скин-эффекта, вытесняющего ЭМП к поверхности заготовки, Поз. 3 на рис. Для плавки этот режим используется редко, но для разогрева заготовок под поверхностную цементацию и закалку – милое дело. Современная техника без такого способа термообработки была бы просто невозможна.

О левитации в индукторе

А теперь проделаем фокус: накрутим первые 1-3 витка индуктора, затем перегнем трубку/шину на 180 градусов, и остальную обмотку навьем в обратном направлении (Поз 4 на рис.) Подключим к генератору, введем в индуктор тигель в шихтой, дадим ток. Дождемся расплавления, уберем тигель. Расплав в индукторе соберется в сферу, которая там останется висеть, пока не выключим генератор. Тогда – упадет вниз.

Эффект электромагнитной левитации расплава используют для очистки металлов путем зонной плавки, для получение высокоточных металлических шариков и микросфер, и т.п. Но для надлежащего результата плавку нужно вести в высоком вакууме, поэтому здесь о левитации в индукторе упомянуто только для сведения.

Канальные или колпаковые?

Что лучше: проверенное временем среднее значение или новый многообещающий верхний предел?Эта дилема вот уже более 45 лет продолжается между печниками всей страны! Как выбрать между журавлем в небе и синицей в руках, кто подскажет что лучше и как не остаться у разбитого корыта? Если перевести разговор на тему кирпичных печей, то все эти вопросы можно свести к одному — какой тип кирпичной печи лучше, канального или колпакового действия?

Из всего разнообразия вариантов кирпичных печей можно выделить несколько разновидностей, отличающиеся друг от друга по своей функциональности, есть печи только для обогрева, только для готовки, есть комбинированные и узкоспециализированные. Однако все они по своим техническим данным делятся на два типа отвода горячих газов, а соответственно и на метод своего нагрева. Эти два способа отвода газов всем давно известны — канальная система и колпаковый способ. Споры о том, какой метод лучше и какой тип печи дают наибольшую отдачу ведутся с середины прошлого века, ведь именно тогда впервые была создана модель кирпичной печи, в которой был применен колпаковый метод нагрева и отвода продуктов горения.

Объявления на НН.РУ – Стройка

Сруб бани 6*3 строганный. Способ рубки по желанию заказчика (в чашу, в чашу вниз, в лапу и т.д.). Цена с комплектом пиломатериалов 98. Цена: 77 000 руб.

Комод совята смарти ?размеры: ш720*г466*в750 ?материал: изготавливается из лдсп белое + фотопечать ?направляющие шариковые – полного. Цена: 3 690 руб.

Услуги технадзора в Нижнем Новгороде и области. Технический надзор за строительством общественных, производственных, жилых. Цена: 3 000 руб.

Всегда купим анионит АН 31 , АВ 17-8 и их импортные налоги . Трилон Б , графит ГЛ 1 , Аминат КО 2. Закупаем отработанный катионит КУ. Цена: 50 руб.

На территории воинской части в Ачинске под Красноярском произошел взрыв: загорелось хранилище пороховых зарядов к артиллерийским.

Представьте, вы просыпаетесь утром, открываете шторы, в квартиру врывается яркий солнечный свет, а за окном потрясающей красоты пейзаж.

В Нижегородском кремле прямо под открытым небом хранятся кости, извлечённые из-под земли археологами. Горожане обеспокоились: исторический.

Жителей жилого комплекса «Анкудиновский парк» пугают объявлениями о том, что могут отключить газ. Якобы у управляющей компании.

Какая печь лучше канальная или колпаковая

Поясню сразу, что речь у нас будет идти именно о кирпичных печах Кузнецова. Современные буржуйки — металлические печи медленного горения — мы пока рассматривать не будем.

Богатое разнообразие печей, встречающихся в нашей стране и не только, можно условно разделить на две категории: печи канальные

(оборотные) и печи
колпаковые
. Есть, конечно же и промежуточные варианты. Но эти две — наиболее типичные, и в устройстве своём опираются на два различающихся между собой принципа.

Канальные (оборотные) печи

Колпаковые печи

Сухой шов в печи

Таким образом колпак оказывается более эффективной конструкцией, лучше отбирающей тепло у выходящих топочных газов, и не требующих для эффективной теплоотдачи длинного дымохода

. Что предоставляет лучшие возможности для проектирования бОльшего разнообразия печных конструкций. Ну а если мы над первым колпаком разместим второй, то ещё больше улучшим теплотехнические характеристики печи. И при совсем незначительном удлинении дымохода получаем серьёзный прирост в сохранении тела внутри печи.

Что же в итоге мы получаем?

Отопительная печь: виды и конструкция

Конструктивно отопительные печи могут сильно различаться, но их основные элементы неизменны:

основание;
корпус;
дымоход.

Отличие канальных отопительных печей – наличие дымовых каналов. В бесканальных их функцию выполняют отдельные камеры.

Основание отопительной печи

Фундамент (основание) отопительной печи предназначено для предохранения конструкции от подвижек грунта и проникновения грунтовых вод. Тяжелые крупногабаритные печи требуют мощного фундамента, что сильно удорожает и усложняет процесс монтажа.

Состав конструкции корпуса дровяной печи также стандартен: