Отопительно-варочные печи конструкции П1—П6

Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский

Источник: Отопительно-варочные печи конструкции П1—П6. Наркомхоз. Москва — Ленинград, 1943 г.

 

В условиях военного времени нашли широкое применение металлические печи различных конструкций, так называемые «железки», «буржуйки» и т.д., предназначенные для отопления жилых помещений и приготовления пищи.

Эти печи имеют ряд недостатков, из них важнейшие: 1) низкий коэффициент полезного действия; 2) пригорание пыли на раскаленной поверхности, что вредно влияет на слизистые оболочки глаз и носа; 3) резкое колебание температуры в отапливаемых помещениях; 4) загрязнение помещений; 5) опасность печей в пожарном отношении и т.п. Поэтому рекомендуется отдавать предпочтение кирпичным печам средней теплоемкости.

Такие печи позволяют, одновременно с отоплением помещения, готовить пищу, нагревать воду, выпекать хлеб и т.п., почти не загрязняя воздуха помещений.

Они могут быть приспособлены для сжигания топлива разных видов, включая сырые (до 50% влажности) дрова, без переделок печи или с небольшими переделками. Наконец, немаловажными достоинствами их являются: малые размеры, простота кладки и эксплуатации и т.д.

Уменьшением высоты таких печей достигается преимущественный нагрев нижней зоны помещения и возможность постановки печей в помещениях высотой 2,60 м.

Имеющиеся альбомы, справочники и прочая литература по печам не отражают указанных требований.

Предлагаемые арх. В.А. Потаповым конструкции являются попыткой восполнить отмеченный выше пробел.

Настоящее издание включает шесть основных типов и четыре варианта кирпичных отопительно-варочных печей средней теплоемкости.

Все печи служат для одновременного отопления помещения, приготовления пищи, нагревания воды.

В предлагаемых печах (П1—П6) можно сжигать дрова различной влажности, торф и каменный уголь (возможность сжигания дров влажностью до 40—45% проверена испытаниями). Вывод дыма может быть осуществлен по каналу в стене или через коренную либо насадную трубу.

В печах имеется: 1) плита (в печах П1, П3 и П6 она помещена в камере, закрываемой дверцей, в печи П2 плита находится в открытой камере, в печи П5 плита открытая; печь П4 плиты не имеет); 2) духовой шкаф (за исключением печи П2) и 3) водогрейная коробка.

Кладка печей проста и может выполняться печником средней квалификации, тем более, что в чертежах каждой печи даны все порядовки с показанием разреза кладки.

Печи П1 и П3 были построены и испытаны теплотехнической лабораторией Академии коммунального хозяйства в Москве.

Печь П1 подвергалась в АКХ также и бытовому испытанию — приготовление пищи и выпечка пшеничного хлеба. Это испытание показало, что в течение 1 часа 40 мин. можно приготовить:

а) в духовке — пшеничный хлеб весом 1,30 кг, хорошо пропеченный, с коркой одинакового качества со всех сторон;

б) на плите — суп хорошего качества (3,65 кг);

в) сварить 1 кг картофеля в 0,75 кг воды;

г) хорошо испечь 0,75 кг свеклы;

д) вскипятить 1,79 кг воды.

Для нагрева печи и приготовления пищи было сожжено 15,1 кг сырых дров влажностью 38,6%. Акт испытания — см. приложение.

Коэффициент полезного действия печи П1, на основании данных испытания, определен в 82%. Но так как при испытаниях не было произведено анализа газов на содержание несгоревших углеводородов, которые несколько увеличивают потери тепла от механической неполноты горения, и делая скидку на возможные в дальнейшем неувязки, окончательно коэффициент полезного действия печи был принят в 77%. Такой коэффициент можно принять в среднем для всех печей этого типа, ввиду того, что конструкция их одинакова. 

Техническая характеристика печей дана в табл. 1.

Таблица 1 

Техническая характеристика печей

№ печи	П1	П2	П3	П4	П5	П6
Назначение	Отопит.-варочная	Отопит.-варочная	Отопит.-варочная	Отопит.-варочная	Очаг	Отопит.-варочная
Теплоотдача ккал/час	1400	1400	1300	1200	900	2400
Теплоотдача часы	12	12	12	12	11	14
Дрова до 39% влажности кг на 1 топку	10	10	9	9	8	18
Лаборатор. КПД	77	77	77	77	67	78
Длина, см	76	76	64	51	77	116
Ширина, см	51	51	51	51	77	64
Высота, см	175	168	189	168	105	189
Площадь в плане в кв.м	0,58	0,58	0,49	0,41	0,81	0,74
Вес, т	1,4	1,34	1,1	0,81	0,95	1,74
Объем	0,043	0,043	0,040	0,036	0,040	0,055
Топливник напряж. ккал/час куб.м	373000	373000	360000	400000	240000	407600
Площадь колосн.реш.	0,034	0,034	0,034	0,033	0,036	0,05
Напряж. Кг/час кв.м	196	196	177	182	120	180
ккал/час кв.м	470000	470000	425000	437000	288000	432000
Продолж. Топки в ч	1,5	1,5	1,5	1,5	2,0	2,0

 

 

Примечание. Дрова исчислены на одну топку; влажность дров принята до 39%; Q^р_н= 2400 ккал/кг в среднем по анализу.

 

Для печи П6 можно иметь несколько различных вариантов Теплоотдачи путем изменения высоты (см. табл. 2).

 

Таблица 2

Варианты печи П6

Вариант	Назначение печи	Тепло отдача		Высота печи в см	Объем печи с пустотами м3
		ккал/час	часы
1 (осн.)	Отопительно-варочная	2400	14	189	1,4
2	Отопительно-варочная	2500	14	203	1,5
3	Отопительно-варочная	2700	14	217	1,6
4	Отопительно-варочная	2900	14	231	1,7
5	Отопительно-варочная	3100	14	215	1,8

 

Все печи данной группы запроектированы по одному принципу и отличаются лишь конструктивными особенностями, обусловливаемыми их различными размерами. Поэтому выводы испытаний двух таких печей можно распространить на все печи этой группы.

К достоинствам этих печей относятся:

1) возможность одновременно с отоплением готовить пишу, кипяток и выпекать хлеб;

2) малые размеры и небольшая высота (менее 2 м);

3) легкость и быстрота растопки при сравнительно небольшой тяге и дровах влажностью до 40—45%;

4) скорое получение тепла от металлических поверхностей печи, плиты и духовки;

5) равномерность и полнота сгорания сырых дров;

6) достаточно равномерный нагрев стенок печи от верха до низа;

7) экономное расходование топлива при высоком коэффициенте полезного действия (от 0,77 до 0,80).

Следует отметить некоторое неудобство в печах П1 и П2, вызываемое сравнительно высоким расположением водогрейной коробки, которую в этих печах из-за недостаточности места иначе ставить нельзя. При желании водогрейную коробку можно заменить духовкой или открытой камерой.

Для кладки печей употребляется исключительно красный кирпич. Гарнитура печей (дверцы, шкафы, водогрейные коробки) делается из листового железа. Топочные дверцы лучше ставить чугунные, а если их нет, то железные.

Количество материалов и гарнитуры для постройки печей дано в табл. 3.

 

Описание печей

В этом разделе дается описание печей в дополнение к характеристикам, приведенным в табл. 1, 2 и 3.

 

Печь П1.

Топочная дверца расположена на продольной стороне печи, и ось топливника перпендикулярна этой стороне. Дым отводится по каналу в стене или по коренной трубе; но может быть сделана и насадная труба, для чего водогрейный бачок необходимо сдвинуть в сторону. При такой переделке печи размер водогрейного бачка не изменяется, он только располагается иначе (см. чертеж). Устройство насадной трубы показано на рис. 1.

Колосниковая решетка заглублена на один ряд кладки, против низа топочной дверцы. Испытание печи показало, однако, что заглубление решетки на два ряда позволяет легко сжигать дрова с влажностью до 45—50%, а также и каменный уголь. Поэтому, считаясь с вероятностью получения топлива разных видов, рекомендуется углублять решетку на два ряда кладки, что легко сделать.

Из топливника газы, обогрев плиту, переваливают в опускной канал сечением 27х7 см, проходят внизу печи и по подъемному каналу сечением 27х7 см подымаются до верхней перекрыши печи. Здесь газы омывают дно водогрейной коробки и стенки духового шкафа и уносятся в дымовую трубу.

 

Таблица 3

Спецификация материалов и приборов печей

№№ печей	Назначение печей	Красного кирпича, количество	Топочных дверок		Поддувальных дверок		Духовых шкафов		Водонагр. коробок		Колосник. решеток
			размер, мм	шт.	размер, мм	шт.	размер, мм	шт.	размер, мм	шт.	размер, мм	шт.
П1	Отопительно-варочная	300	190х200	1	130х130	1	380х390 х275	1	270х510 х220	1	190х230	1
П2	Отопительно-варочная	300	190х200	1	130х130	1	—	—	250х300 х180	1	190х230	1
П3	Отопительно-варочная	260	200х130	1	130х130	1	290х420 х275	1	250х250 х200	1	180х200	1
П4	Отопительно-варочная	200	190х200	1	130х130	1	380х320 х275	1	130х450 х200	1	190х190	1
П5	Очаг	230	260х200	1	130х130	1	330х310 х275	1	240х260 х230	1	250х220	1
П6	Отопительно-варочная	420	190х200	1	130х130	1	450х570 х350	1	120х580 х200	1	190х250	1
П6	Отопительно-варочная	460	190х200	1	130х130	1	450х570 х350	1	120х580 х200	1	190х250	1
П6	Отопительно-варочная	500	190х200	1	130х130	1	450х570 х350	1	120х580 х200	1	190х250	1
П6	Отопительно-варочная	540	190х200	1	130х130	1	450х570 х350	1	120х580 х200	1	190х250	1
П6	Отопительно-варочная	580	190х200	1	130х130	1	450х570 х350	1	120х580 х200	1	190х250	1

 

 

Для удаления чада во время приготовления пищи на плите в стенке варочной камеры, против дверцы, имеется круглое отверстие, закрываемое крышкой. Отверстие это выходит (в специальный патрубок, в боковой стенке которого проделано и другое круглое отверстие «самоварник» для ввода трубы от самовара (см. рис. 1, разрез 1—1).

Этот специальный патрубок присоединяется к дымовому каналу после задвижки, установленной в нем. Устройство каналов печи несложное и ясно видно из прилагаемых чертежей. Сечение каналов 14х14 см (½х½ кирпича).

Колосниковая решетка устанавливается прорезями (прозорами) по длине топливника. При отсутствии металлической колосниковой решетки ее можно сделать из кирпичей, поставленных на ребро, духовой шкаф можно заменить нишей с кирпичными стенками для увеличения теплоотдающей поверхности печи.

Коробку для нагревания воды можно увеличить.

 

Печь П2.

Конструкция этой печи (рис. 2) отличается от предыдущей тем, что: 1) варочная камера сделана большей высоты, чтобы можно было ставить на плиту высокую посуду (баки с водой и т.д.); 2) отсутствует духовой шкаф.

Кладка печи П2 до 9-го ряда производится так же, как и печи П1, выше кладка изменяется.

Путь прохода газов в печи П2 остается такой же, как в печи П1 с той лишь разницей,, что в верхней части печи газы не обтекают духового шкафа.

Открытая варочная камера может быть сделана с дверцей или заслонкой, аналогично варочной камере в печи П1. В боковой стенке камеры делается круглое отверстие в газоход для вытяжки чада. Отверстие закрывается железной крышкой.

 

Печь П3.

Как и предыдущие две печи, она является отопительно-варочной. По своему устройству (рис. 3) эта печь аналогична печи П1 и отличается от нее только размерами и тем, что хайло для выхода газов на топливника устроено в боковой его стенке. Испытание этой печи в АКХ показало, что высота хайла может быть уменьшена на один ряд кирпичей против показанной на чертеже, т.е. вместо первоначально выполненного хайла сечением 12х21 см (высота) можно делать хайло сечением 12х14 см.

По выходе из хайла газы обогревают нижнюю зону печи и поднимаются в верхнюю, омывая там с трех сторон духовой шкаф, после чего уходят в трубу. Дым отводится по короткому патрубку в дымовой канал стены или в коренную трубу. Задвижка (вьюшка) ставится в дымовом канале или в патрубке.

На чертеже печи П3 (рис. 3), дан вариант насадной трубы и показано размещение в этом случае водогрейной коробки. Кладка шести верхних рядов варианта печи (с 24-го по 29-й ряд) показана на чертеже печи П3, так как она отличается от кладки основного типа печи; все остальное остается без изменения.

«Самоварник» на чертеже не показан; он делается в стенном канале или патрубке после задвижки (по ходу дыма).

Варочная камера имеет дверцу и вытяжное отверстие в стенке для выхода чада из камеры в газоход.

Печь П3 была построена и испытана в Академии коммунального хозяйства и дала хорошие результаты, что видно из графика испытания.

Испытаниями печи обнаружено, что при постановке колосниковой решетки на один ряд кладки выше работа печи ухудшается, температура ее стенок понижается; поэтому заглубление колосниковой решетки сделано на два ряда кладки против низа топочной дверцы.

 

Печь П4.

Это самая малая по размерам печь (рис. 4) данной группы. Она отличается от предыдущих печей тем, что не имеет варочной камеру с плитой. Имеется лишь духовой шкаф и водогрейная коробка. Расположение колосниковой решетки такое же, как в предыдущих печах. Газы из топливника идут вверх, обогревают две стенки духового шкафа и, подымаясь дальше к перекрыше печи, омывают с одной стороны водогрейную коробку, переваливают через ее верх, омывают водогрейную коробку с другой стороны и уходят в дымоотводный патрубок, соединенный с каналом в стене или с коренной трубой. Задвижка показана поставленной на патрубке, но она может быть поставлена и в стенном дымоходе. «Самоварник» (отверстие диам. 8 см) делается в патрубке после задвижки или в стенном канале (на чертеже не показано).

 

Печь П5.

Печь этого типа (рис. 5) отличается от других как по назначению, так и по конструкции. Это — пищеварный очаг, служащий также и отопительной печью; теплоотдача ее — 900 ккал/час. Печь отличается компактностью и небольшими габаритными размерами. Имеются плита, духовой шкаф и водогрейная коробка. У водогрейной коробки делается кран, учитывая удобство водоразбора в связи с расположением печи. Колосниковая решетка заглублена ниже топочной дверцы на два ряда кладки. Топливом служат дрова, торф и каменный уголь.

Лабораторных испытаний печь не проходила. Дымовая труба может быть насадная или коренная, но может быть использован и дымовой канал в стене.

 

Печь П6.

Печь П6 дана в вариантах: основной тип с чертежами (рис. 6) и четыре варианта на разную теплоотдачу (см. табл. 2) без чертежей. Она сконструирована по тому же принципу, что и остальные печи.

Основной тип и каждый из вариантов печи П6 имеет: плиту, помещенную в варочной камере, духовой шкаф и водогрейную коробку.

Колосниковая решетка поставлена с заглублением на один ряд кладки против низа топочной дверцы, но может быть понижена еще на один ряд — при применении в качестве топлива каменного угля или сильно сырых дров (до 50% влажности). Варочная камера имеет в высоту 42 см, но при желании эта высота может быть легко снижена. Выше камеры печь имеет развитую теплопоглощающую часть для большего накопления тепла и снижения температуры уходящих в трубу газов.

Перекрыша печи в основном варианте сделана в два ряда кладки, так как надежно опирается на лежащие ниже ряды кладки и можно не опасаться появления трещин. В вариантах печи, где высота увеличена против основного типа, следует делать перекрышу в три ряда кладки. Печь имеет две задвижки для летнего и зимнего хода; задвижки расположены в трубе одна над другой. Нижняя задвижка, будучи открыта, позволяет газам пройти в трубу более коротким ходом. Во время зимней топки нижняя задвижка должна быть закрыта, а верхняя — открывается. Во время летней топки обе задвижки открываются.

Газы из топливника выходят через хайло под плиту, проходят над духовым шкафом, опускаются вниз, поворачивают под духовкой в соседний канал, по которому подымаются и омывают водогрейную коробку. За водогрейной коробкой газы уходят в трубу, если нижняя задвижка открыта (верхняя задвижка во время топки всегда открыта); при закрытой нижней задвижке во время топки газы проходят над перекрышей варочной камеры, поворачивают обратно и уходят в трубу через открытую верхнюю задвижку.

 

Варианты печи П6.

Путем увеличения высоты печи, повторяя необходимое число раз 22-й и 23-й ряды кладки, можно достигнуть изменения теплоотдачи печи, что совершенно просто и доступно любому печнику средней квалификации.

В табл. 3 даны пять вариантов печи П6 для теплоотдачи от 2400 до 3100 ккал/час.

Лабораторных испытаний печь П6 не проходила, но по аналогии с испытанными печами П1 и П3 можно ожидать и от П6 удовлетворительных результатов.

 

Испытания печей

Теплотехническая лаборатория сектора энергетики АКХ производит испытания печей типа П. В настоящее время проведены испытания печей П1 и П3, отчетные данные по которым в виде двух графиков и одного акта приведены в приложении. Обе печи построены в подвальном этаже четырехэтажного дома № 14 по Петровке (в Москве), где и производились их испытания. Каждая печь после постройки ее была просушена медленной топкой в течение 5 дней, причем дверцы печи и труба не закрываюсь первые 4 дня и лишь в 5-й день сушки были нормально закрыты. Перед каждым испытанием производилась натопка печи тем же количеством дров и в том же порядке, как это делалось при топке во время испытания. Само испытание, и подготовка к нему производились согласно указаниям Института норм и стандартов (см. специальное издание ИННОРС). Каждая печь по высоте была разбита на три пояса (зоны): верхний, средний и нижний.

Термометры по поверхности печи расставлялись равномерно, с учетом греющих поверхностей. Термометры проверены Институтом мер и весов; погрешность в их показаниях была установлена в пределах до 1,5°.

Анализ газов на СО₂ и СО₂+О₂ производился прибором Орса—Фишер, измерение разрежения в трубе перед задвижкой — тягомером Крелля.

Испытания были повторены несколько раз. После обработки полученных результатов для каждого испытания составлялся тепловой баланс и определялся коэффициент полезного действия печи, который получился в пределах 0,77—0,80.

Для печи П1 дан график испытаний (от 21/IV 1943 г.) с приготовлением пищи, причем на приготовление пищи имеется особый акт и график испытаний (20/IV).

Для печи П3 дается график испытаний от 12/V 1943 г.

 

Краткие эксплуатационные указания

Кладку печей следует производить из красного кирпича с предварительным его вымачиванием в воде до тех пор, пока не перестанут выделяться пузырьки воздуха из кирпичей. Для прочности печи швы при кладке нужно делать самые тонкие, по правилу: «меньше глины, больше воды». Первую пробную топку производят лишь после того, как дымовая труба выведена поверх крыши, Перед началом эксплуатации вновь сложенная печь должна быть просушена медленной топкой небольшими порциями дров в течение 5—6 дней; при этом в первые 4—5 дней сушки как во время топки, так и по окончании ее надо держать открытыми дверцы и трубу. В последний день сушки печи топка производится нормально — с закрыванием дверец и трубы.

Во время эксплуатации печи при топке необходимо придерживаться следующих правил: дрова должны быть распилены на поленья на 1—2 см короче длины топливника и расколоты, в особенности сырые дрова, потоньше — примерно толщиной 6—9 см; дрова заготовлять заблаговременно, чтобы они успели несколько просохнуть. От верха уложенных дров до перекрытия топливника следует оставлять свободное пространство не менее чем в 13—15 см; топочную дверцу во время топки держать закрытой, регулируя интенсивность горения большим или меньшим открыванием задвижки на трубе; регулировку горения вести так, чтобы дым не выбивало в помещение и не было излишне сильной тяги; перемешивание горящих дров производить не более одного — двух раз за топку в случае образования головешек (при дровах указанного выше размера в описываемых печах обычно не наблюдается образования головешек); топливник, колосниковую решетку и зольник очищать от золы и несгоревших остатков перед каждой топкой.

До затопки печи следует проверить сжиганием стружки или бумаги в топливнике, достаточна ли тяга; при недостаточности тяги (выбивание дыма в помещение) надо предварительно прогреть трубу, сжигая стружку (бумагу) в отверстии для чистки трубы или на вьюшке, если последняя поставлена вместо задвижки. Дымовую трубу необходимо содержать в порядке, регулярно очищая ее не реже трех раз в году.

 

Приложение

Академия коммунального хозяйства имени К.Д. Памфилова

Теплотехническая лаборатория

АКТ

на испытание отопительно-варочной печи П1 конструкции архитектора В.А. Потапова

 

I. Печь П1 испытана 21/IV 1943 г. на приготовление пищи.

Испытание проведено сектором энергетики в лаборатории Академии (Петровка, 14).

II. Вес пищеварных продуктов и время их приготовления

Приготовленная пища		Сырые продукты		Время
Наименование	Вес в г	Наименование	Вес в г	начало час. мин.	конец час. мин.
1. Хлеб из пшеничной муки	1300	Тесто	1400	10—43	11—50
2. Суп		Мясо	310	10—35	12—15
		Сухие овощи	35
		Вермишель	220
		Вода	3080
3. Картофель вареный (в мундире)		Картофель	1000	10—35	11—42
		Вода	750
4. Печеная свекла	750	Сырая свекла	750	10—43	11—42
5. Чай		Вода	1790	10—35	11—20

Примечание. Начата варка пищи через 20 минут после затопки печи.

 

III. Израсходовано топлива — 15 кг (дрова смешанной породы).

IV. Размер тары: 1) кастрюля для супа d= 190 мм, h= 160 мм; 2) кастрюля для варки картофеля d= 180 мм, h= 100 мм; 3) жаровня для хлеба 320x170x35 мм.

            Испытание проведено сектором энергетики в лаборатории Академии (Петровка 14).

Вынутая из печи пища была вполне приготовлена (хлеб равномерно пропечен; мясо, картофель и овощи хорошо проварены).

Испытание проводили:
Ст. научный сотрудник Колпаков. 
Теплотехник Коновалов.
Препаратор Бухалова.
Техник Людскова.

Назад в раздел