Переворот в печном деле.

Кредо, созидание сил созидания!   

Теперь Вы можете приобрести чертежи за символическую цену на нашем портале https://comcon2.com/navigator/444/    в разделе «Печки», а так же узнать обо всех Ноу-хау 

Обзор по печкам здесь: https://comcon2.com/navigator/344/  

 

 Я изобрел и разработал много всяких устройств, некоторые из которых   связаны с самыми  передовыми направлениями, например в IT. Но на удивление, самой востребованной оказалась простая печка… сделанная мной для совершенно прозаической потребности отапливать свое мобильное жилище:

Газета «Экспресс К»: http://www.express-k.kz/show_article.php?art_id=37900 

Газета Время: http://www.time.kz/news/archive/2009/08/06/11787

Газета Инфо-цесс: http://www.info-tses.kz/red/article.php?article=76421

Вот уж действительно, никто не знает, где потеряешь, где найдешь…

Обогрев твердым топливом практикуется со времен пещерного человека и за это время придумано и опробовано несметное количество конструкций печек и печечек. Только все они на удивление схожи по принципу действия и  отличаются, как правило, лишь формой и решением отдельных узлов. Принцип же везде  один – есть  топливо снизу и труба сверху… и в эту трубу вылетает до 70% энергии и самого топлива, в виде копоти. В наше время электроники и прочих научных достижений,  конечно, созданы сложные устройства, принудительно сжигающие топливо с похвальным КПД, но это достигается всеми сопутствующими издержками, начиная от стоимости такой печи и эксплутационных расходов, и кончая требованием к специально подготовленному или брикетированному топливу и точной настройке электроники. А главное, такие устройства большей частью просто не рентабельны, и поэтому подавляющая часть человечества по-прежнему, жгут уголь и дрова в примитивных очагах, «чугунках», бочках с трубами или жаровнях. В результате во многих странах зимой смог от дыма печей плотным слоем застилает землю, и авиа пассажиры наблюдают тысячекилометровые шлейфы черного дыма над целыми континентами. В более богатых и развитых странах иногда просто запрещают печное отопление или ужесточают экологические нормы и переходят на отопление газом, но это пока недешево и не для всех. Да и эти «избранные» порою просто мерзнут из тех же экономических соображений.

В результате, сегодня мы имеем  устойчивый спрос на тепло зимой, даже в сравнительно южных регионах (а в связи с климатическими аномалиями этот спрос неуклонно растет), и в совершенно невообразимых масштабах сжигаемые минеральные ресурсы и леса, за счет примитивных технологий получения этого тепла  пришедших еще из эпохи каменного века.

Очередной прорыв в решении этой многовековой проблемы начался со сравнительно частной задачи. Автор, занимаясь проектированием автономных жилых комплексов, задался целью сделать простое и надежное устройство для отопления твердым топливом небольших  закрытых помещений, типа трейлера или загородного домика. При этом требовалось решить следующие задачи: свести к минимуму обслуживание такого устройства,  исключить попадание пыли, дыма и газов в помещение, и все это при максимальной простоте и пожарной безопасности. Исследуя возможные аналоги, особое внимание обращалось на печи длительного горения, известные у таежников и охотников, которые за счет полной герметизации позволяют точно дозировать количество поступающего воздуха и горят до суток без дозаправки.   В результате была спроектирована и изготовлена  достаточно простая печь вертикальной загрузки (фото 2-14) из нескольких раздвижных секций, позволивших удалять золу, не нарушая герметичности печи, и соответственно осуществлять розжиг вне помещения (что важно для небольших закрытых помещений типа Кунга). Для герметизации между секциями использовались простые и надежные «песчаные затворы» (аналогичные применяются на промышленных печах и домнах). При этом технологически конструкция,  даже первой экспериментальной печи, оказалась не намного сложнее обычных  современных печей.

Излишне говорить обо всех обычно сопутствующих доводке нового  изобретения проблемах, и эта печка не стала исключением. Достаточно сказать, что первоначально ее не удавалось разжечь даже с помощью газосварки….  Потребовались сложные расчеты и дополнительные конструктивные решения, прежде чем удалось найти нужные соотношения элементов и метод розжига.

Но в конечном итоге все мелкие и крупные недочеты были устранены, и печь устойчиво заработала, раскаляясь докрасна практически на любом сорте угля или дров, включая уголь, «выдохшийся» после многолетнего хранения, который невозможно было сжечь в обычной печке.

«Чудеса» же начались при выяснении максимальной продолжительности горения – после полной загрузки (3,5  ведра угля) – так неожиданно выяснилось, что при температуре корпуса 60 ⁰С (характерно для эффективных печей на газе) продолжительность горения составила до 7ми суток!Причем, вместо шлейфа дыма из трубы выходит легкий пар с температурой ниже комнатной  Фото1; 8.

Для желающих увидеть печь в действии (воздушно конвекционного типа ) фильм по адресу:

«Лачинянка»   («Чудо печь Сергея Лачиняна» )   https://www.youtube.com/watch?v=zNp9aEsjA0c&feature=youtu.be

 

 

 

 

(Все см. на видео) Фото1. Печь в реальной эксплуатации, температура окружающего воздуха минус -15С⁰,  температурой корпуса печи +75С⁰, температура в кунге автомобиля +20С⁰. (Очевидно, что длительность горения зависит от интенсивности сжигания и в мороз ее приходится  сокращать, за счет ускорения горения и повышения температуры печи – в среднем до 2 — 4 суток с одной загрузки).

Фото 2. – Общий вид экспериментальной печи для автономного жилого комплекса. 

Фото 3. – Печь в раскрытом состоянии:

а) Съемная крышка для установки казана и сковороды, она же используется для быстрой добавки топлива во время горения (герметизация осуществляется за счет песчаных затворов).

б) Загрузочная камера ёмкостью 40литров. (конструктивно выполнена так, что может быть полностью заполнена топливом, например углем, либо может использоваться как емкость духовки или коптильного шкафа).

в) Рычаг опрокидывания колосников для сброса золы в поддон (осуществляется в полностью герметичном состоянии).

г) Съемное ведро золосборник поддона, оно же растопочное устройство и емкость для опилок при копчении.

д) Устройство регулировки подачи воздуха.

Фото 4. Печь перед растопкой (открыт только поддон).

Фото 5. Съемное ведро поддона, приготовленное к растопке.

Фото 6. Розжиг, осуществляемый вне печи (как вариант для растопки «сырыми» дровами).

Фото 7. Работающая печь (розжиг, летом), установленная в кунге автомобиля.

Возвышение трубы над печью  1м, при общей длине горизонтальной части трубы  выполненной в виде теплообменника — 5м.  Эти характеристики говорят о феноменальной тяге или аэродинамических и термодинамических характеристиках, в результате чего, даже мощная печь этой конструкции может работать с трубой возвышением всего 1,5-2м. см. Фото 15.

Такое  феноменальное поведение потребовало внимательного изучения и в результате пришлось предположить, что уголь или дрова в этой печи сгорают в 2 стадии. Вначале горят отходящие газы разогретого топлива (непосредственно в зоне горения), и происходит его частичный крекинг (дрова соответственно в таком режиме превращаются в древесный уголь), и уже потом горит получившийся кокс, что и дает в конечном итоге феноменальные КПД и полноту сгорания. Печь во время горения, не требует никакого вмешательства, ее не надо «кочегарить» освобождая каналы для прохождения воздуха, или беспокоится о том, что она самопроизвольно потухнет из-за слишком слабого горения. При этом количество топлива загружаемого за один раз может многократно превосходить таковое для обычных печей. И гореть при этом может все, включая мелкий уголь, торф, опилки, навоз и т.д. Соответственно гореть такая печь может практически с любой скоростью – вплоть до самого медленного тления, когда все выделившееся тепло, вместо того чтобы вылетать в трубу, исправно отводится на корпус и греет помещение или теплоноситель. В этом  же кроется секрет ее необычайно высокой эффективности, позволяющей при прочих равных, кратно экономить топливо и самое главное МНОГОКРАТНО снижать суммарный объем выбросов вредных веществ в атмосферу Фото 8.

В целом, конструкция печи такова, что ее нельзя отнести к «газогенераторному» типу печей длительного горения, поскольку имеется  единственная зона горения, в которой непосредственно сгорает как топливо, так и отходящие газы. Тем не менее, феномен процессов горения в такой печи требует дальнейших исследований.

На этом «чудеса» не закончились. В процессе эксплуатации в зимнее время, чтобы не тратить время и дрова на растопку, дожидаясь полного выгорания топлива, в печь просто добавляли по 1 ведру угля через каждые 2 дня, причем герметичность дала возможность делать это практически без выброса дыма в помещение. А через неделю, не прекращая горения, без пыли и дыма освобождалась емкость поддона с золой, которая после очистки снова устанавливалось на место. В результате печь длительного горения неожиданно преобразовалась в печь НЕПРЕРЫВНОГО горения, причем уже через месяц такого режима стало понятно, разжигая печь осенью, гасить ее можно уже по окончании отопительного сезона – т.е. весной. При этом, не только экономя уйму дров, но и исключив наиболее трудоемкую и дымную операцию многократного розжига.

Всякий кто хоть один сезон топил печь, легко поймет выдающееся значение такого свойства. Чтобы перезимовать при обычном печном обогреве на твердом топливе, необходимо непрерывно «работать» кочегаром, который, несмотря на всю грязь и старания, все равно, каждое утро, замерзший, должен сова и снова затапливать свою печурку.  За одно избавление от этих мучений и  возможность наслаждаться теплом независимо от времени суток, многие готовы выложить за печь непрерывного горения двух и трех кратную стоимость обычной печи (это реальные результаты опроса).

Учитывая кратную экономию топлива и растопочного материала, эта плата окупается в первый же сезон.

Причем, такая печь запускается даже после суток «прекращения» горения, когда температура ее корпуса падает до 20С⁰.  Следует отметить, что все эти уникальные потребительские свойства достигнуты без применения изощренных электронных и пр. устройств и на обычном  бытовом угле низких сортов. В такой печи 100% отсутствие термонапряженных элементов позволяет говорить о большой долговечности устройства при применении весьма недорогих и легких материалов, поэтому реальная стоимость печи при массовом производстве может быть заметно ниже, чем даже у самых простых «чугунок» (снижение массы). Отсутствие поверхностей в рабочем режиме нагретых свыше +100C⁰ исключает также «сжигание» пыли и органики в воздухе помещения – т.е. печь не «сжигает воздух», пожаробезопасна, в любых режимах исключает выделение угарного и других газов, и поэтому может широко использоваться в замкнутых жилых помещениях и даже спальнях. При этом возможна модификация, работающая без специально оборудованных сложных, пожароопасных дымоходов, и обходясь в качестве дымоотвода обычной тонкостенной  алюминиевой гофротрубой или даже пластиковыми трубами, которые без ущерба для окружающих можно вывести в форточку.

В настоящий момент закончены испытания печей непрерывного горения с котлом для жидкого теплоносителя (паровое отопление), рассчитанных на обогрев площадей до 150м², с догрузкой раз в 2-3 суток, имеющих малый выброс продуктов горения и парниковых газов, при более чем трехкратной экономии топлива.

По сути обычный видимый и сравнительно горячий дым, такая печь выдает только в процессе розжига, в процессе же рабочего цикла на выходе виден только легкий пар комнатной температуры, который даже после минуты удержания над ним чистого листа бумаги не оставляет на нем следов копоти  Фото 8.

Фото 8.

Эксперт (из Канады), подставив лицо под выхлоп работающей печи, убеждается в отсутствии сажи и гари. На трубе видны сосульки образованные конденсатом, их вид на просвет, показывающий содержание смол и сажи, представлен на Фото 9.

Фото 9. Сосульки конденсата на просвет.

Такая ЭКОЛОГИЧНОСТЬ вполне объяснима, поскольку, имея КПД близкий к 100%, эта печь  просто обязана, все, что обычная печка выбрасывает в трубу сжигать полностью.

В дальнейшем было изготовлено несколько образцов печей для воздушного отопления небольших помещений и загородных домиков (Фото 10- 13), конструктивно более совершенных, чем экспериментальный образец, которые полностью подтвердили все вышеперечисленные достоинства и новые потребительские качества  описанной  конструкции.

 

11

10

12

13

 Фото 10.  Образцы печек для отопления помещений до 70 м².

Фото 11.  Печь с  открытым поддоном, спереди видны рычаги опрокидывания колосников для освобождения печи от золы.

Фото 12. Поддон с вынутой емкостью золосборника и розжига.

Фото 13. Печь с открытой крышкой загрузочного отверстия.

Фото 14. Вид печи изнутри (.).

 

Фото 15. Опытный образец печи во время  испытаний (испытывает Автор).

Подведем некоторые итоги. Начнем с мнения специалистов. Первый же приглашенный для экспертизы специалист – теплотехник, с порога объявил, что все это шарлатанство и наотрез отказался поверить в возможность получения подобных результатов. Надо заметить, к его чести, проведя несколько дней рядом с работающей печью он радикально изменил свое мнение на прямо противоположное. В последствии еще неоднократно наблюдалась подобная эволюция во мнении разных специалистов, от недоверия и скепсиса до самых лестных эпитетов – типа «цены этой печке нет».  Замечательна реакция обычных граждан, так при испытаниях образца (Фото15), хозяин дома в котором оставили работающую печь, на третьи сутки, обнаруживая ее интенсивно греющей улицу (+75С⁰), с недоумением начинал выдвигать гипотезы о каких то необычных свойствах угля – который он сам же купил на базаре. Настолько непривычно и психологически невероятно видеть многосуточную работу печи, горящую так долго с единственной загрузки 3х ведер угля.  По существу, сумма нескольких взаимоувязанных  решений, дала новое качество – создан теплогенератор на твердом топливе, который может существенно улучшить ситуацию с получением тепла для массового потребителя.

Широкое внедрение таких печей позволит реально решать экологические проблемы, вероятно даже в большей степени, чем многие международные всемирные соглашения о снижении выброса парниковых газов. Одновременно избавив миллионы людей от каторжного труда истопников. Определяющими в этом плане являются такие свойства  конструкции, как простота, низкая себестоимость, и значительная экономия топлива. Причем, в регионах, где основным топливом являются дрова, такая печь сэкономит не только лес, но и силы потребителя, поскольку ее модификации для дровяного отопления можно топить цельными бревнами — длиной более 1м и диаметром до 0,5м или же опилками и древесными отходами. 

Большая социальная и экологическая значимость этой разработки, побуждает Автора, поступаясь коммерческими интересами,  сделать эту публикацию в открытой печати, для  распространения концепции и технических решений по созданию теплогенераторов подобной конструкции, с целью их повсеместного распространения. Для облегчения самостоятельного изготовления экологически чистых печей непрерывного горения Автор и его единомышленники организовали «Конструкторское Бюро Ковчег», заключив Договор с которым, все желающие могут по минимальной стоимости приобрести пакет чертежей, Ноу-хау, образцы, и обеспечить авторское сопровождение, для организации производства печи.

Имея колоссальный коммерческий потенциал, простота конструкции и возможность ее массового повторения  могут существенным образом повлиять на рынок всех видов обогревательных приборов, топлива и электроэнергии,  улучшив экологическую ситуацию в целом.

В заключение перечислим основные потребительские свойства, делающие эту разработку перспективным товаром и актуальным стратегическим решением в области экологии и индивидуального теплоснабжения и при  производстве автономных теплогенераторов:

1. Потребитель перестает быть КОЧЕГАРОМ, который по два раза в сутки снова и снова разжигает «классическую» печку,  и все равно замерзает под утро, радуясь, если печурка просто хорошо горит и более-менее «держит тепло».  Теперь установив такую печь (стоимость которой может быть равна или ниже обычной печки) он даже в сильные морозы  будет подходить к печке не чаще одного раза в пару дней, и тратить буквально минуту для досыпки порции топлива. Соответственно, радикально меняется подход к отоплению бань, служебных или животноводческих помещений, поскольку в режиме дежурного нагрева такая печь может всю неделю поддерживать приемлемую температуру, а в нужный момент запускаться для интенсивного разогрева, экономя топливо и время. Предварительный маркетинг (р. Казахстан – Карагандинская область) показал, что только за возможность освобождения от постоянного трудоемкого процесса растопки печки, потребитель готов платить вдвое и втрое дороже, чем стоит аналогичная  по тепло производительности обычная печь. Эти же свойства позволяют широко применять такие печи для коллективного отопления нескольких пользователей (подъезд, многоквартирный дом и т.д.).
2. Экономится практически 100% дров и от 2х до 5и раз уголь. Это сразу  же также в разы снижает стоимость отопительного сезона и сопутствующие трудозатраты на доставку, хранение и подготовку запасов топлива. Естественно экономическая рентабельность это главный  фактор для потребителя и массовых продаж, особенно в разгар прогрессирующего кризиса. Одновременно при отоплении дровами устраняется необходимость трудоемкой рубки дров, поскольку печь может работать на  бревнах длинной до 50-70 см. при диаметре до 50 см. (в случае специальной конструкции эти параметры  можно варьировать в широких пределах).
3. Экологический эффект и безопасность.  Весь несгоревший уголь в обычной печке, выбрасывается в атмосферу и составляет тонны за сезон на каждую печную трубу. В предлагаемой печке этот   потенциальный загрязнитель, благополучно сгорая,  начинает не только экономить  деньги, но и здоровье. Эффект значительного снижения суммарных выбросов в атмосферу позволяет привлекать субсидии от заинтересованных в экологическом благополучии сторон, включая международные организации и государства и  тем самым дополнительно снижать себестоимость изделия. Кроме того, появляется возможность возобновлять работу угледобывающих предприятий, многие из которых свернуты по экологическим соображениям и падению потребления.
4. Отсутствие копоти и высокотемпературного горения в сочетании с розжигом за пределами помещения.  Это позволяет радикально решить проблему отопления  не приспособленных под печное отопление и общественных помещений, во многих случаях создавая альтернативу электрообогревателям, поскольку возможно создание «калорифера» на твердом топливе, который, требуя две-три загрузки в месяц обеспечит теплом в холодный сезон любую семью, по цене ниже чем электрический или газовый обогрев. На практике, при отрицательных температурах ночью до —15⁰С,  печь на Фото 1, израсходовала за месяц 70кГ топлива (два мешка),  что в случае более высоких температур воздуха, для южных и европейских стран, может обеспечить обогрев практически в течение всего холодного сезона. При этом для установки печи-калорифера не требуется стационарного сооружения, дымохода и пр. Переносная печь калорифер может устанавливаться у любой форточки и гибким гофром-дымоходом дым можно выводить даже в вентиляционные отверстия. Учитывая малое газовыделение, возможна установка фильтров дымоуловителей (впоследствии используемых как топливо для этой же печи), в результате печь будет удовлетворять самым строгим экологическим стандартам и это позволяет рассчитывать на обширные рынки в развитых странах.
5. Возможность сжигать практически любые сыпучие и другие горючие материалы, включая торф, опилки и т.д. Особенность горения в указанной печи заключается в том, что нет необходимости «продувать» воздух через топливо, поэтому при плотной загрузке топливом оно все равно выгорает полностью, что теоретически позволяет сжигать практически любое горючее вещество или делать печки специально для сжигания экзотических видов топлива типа коровьего навоза или листвы.
6. Режим постоянного горения позволяет простыми средствами автоматизировать розжиг и управление печью, причем малый расход горючего для розжига позволяет длительное время (до нескольких сезонов!) осуществлять запуск печи  газом из малогабаритного газового баллончика.
7. Возможность установки температуры нагрева без изменения конструкции в широком диапазоне от 30 до 120⁰С (и более), на продолжительном интервале времени. Это дает возможность эксплуатировать печь практически в любых бытовых целях, при этом высокотемпературное горение, уменьшая все уникальные потребительские свойства,  например, снижая экономичность, может обеспечивать экстренные режимы и полноценно заменять обычные печи в соответствующих случаях (баня и т.п.). Одновременно низкотемпературный режим позволяет получать уникальные возможности типа «дежурного режима», «теплых полов» и т.д.

 

Учитывая, что печки (источники тепла) наряду с жильем, едой, одеждой и медикаментами, являются товаром первой необходимости – имеется уникальная возможность, за счет новых потребительских свойств  изобретения, сделать существенный рывок в улучшении качества жизни и экологической обстановки  миллионов человек во многих странах мира. И при этом внести существенный вклад в решение проблем глобального потепления.

 

16.12.09. Алматы, Казахстан

 

Лачинян Сергей Суренович     e-mail: 777sss@mail.ru