Отопительные печи малой теплоемкости

Простейшая металлическая печь: 1 - чугунная коробка; 2 - топливник; 3 - зольник; 4 - металлическая труба

Печи этой конструкции появились раньше других и применялись для высушивания зданий и временного отопления нежилых помещений. Делали их в основном из стали или чугуна. Самый простой тип металлической печи малой теплоемкости показан на рисунке. Как видно из рисунка печь состоит из топливника, зольника, чугунной коробки и стальной трубы, идущей от коробки к дымовой трубе. Такая конструкция не позволяет поддерживать в топливнике очень высокую температуру горения, так как тонкие металлические стенки сильно охлаждаются, и режим сжигания топлива не может быть оптимальным. Также стенки топливника опять же из-за своей малой толщины сильно нагреваются и быстро прогорают, при топке на накаленных стенках может наблюдаться возгонка пыли. Для того, чтобы уменьшить разогрев наружной стенки печи и оптимизировать процесс горения, топливник обкладывают (футеруют) кирпичом. Также обкладывается первый, самый горячий, дымооборот. Даже обложенные кирпичом внешние стенки топливника и горячего дымооборота сильно нагреваются и активно излучают тепловые лучи, при этом из-за неодинаковости температур тепло излучается весьма неравномерно. Для снижения излучения корпус печи размещают в специальном кожухе, в котором в нижней и верхней частях предусмотрены отверстия, для теплообмена с окружающей средой: в нижние отверстия входит холодный воздух, из верхних - выходит нагретый. Наружная поверхность печи охлаждается за счет воздушного потока, циркулирующего в промежутке между кожухом и печью. В результате доля теплоты излучения снижается, а доля выносимой горячим воздухом конвективной теплоты увеличивается, что улучшает микроклимат.

Металлическая печь с защитным кожухом

Кожух также закрывает от наблюдения нагреваемые поверхности печи, на которых может накапливаться и пригорать пыль. Содержащиеся в пыли органические вещества, под воздействием высокой температуры, подвергаются возгонке, в процессе которой выделяются вредные для организма человека газообразные углеводороды. Более того, при использовании чугунных печей малой теплоемкости в условиях высоких температур довольно часто наблюдались случаи оксидирования содержащегося в чугуне углерода, с выделением оксида углерода. В металлических печах при высокой температуре процесс горения может распространиться даже на дымоотвод, что сопровождается образованием смолообразных соединений, отлагаемых на поверхности трубы, снижающих теплоотдачу и вызывающих коррозию металла. Чтобы исключить коррозию металла печи делают чугунными. Для того, чтобы внешние поверхности печей не перегревались, стали использовать их ребристую конструкцию, что позволило снизить температуру поверхности при тех же объемах теплоотдачи. Недостаток такой конструкции заключается в сложности очистки ребристых поверхностей.

Чугунная печь с наружными ребрами

Следует отметить, что металлические печи в первую очередь предназначались для быстрого отопления помещений, используемых для недолгого пребывания в них людей. Для постоянного обогрева жилых помещений они малопригодны, поскольку не могут обеспечить необходимые санитарно-гигиенические нормы.

В настоящее время металлические печи малой теплоемкости также находят свое применение в таких странах как Франция, Англия, Дания и прочих зонах с умеренным климатом, где их используют и для постоянного обогрева. Так как конструкция такой печи достаточно сложна, она должна изготавливаться на специализированных чугунолитейных заводах.