Кирпичная печь с водным теплообменником

Конструкция малогабаритной кирпичной печи инженера Г. Русинова с водным теплообменником.

Площадь печи 3 кв.м., Тепловая мощность 18000 ккал/ч, или 21 Квт – этого вполне достаточно для отопления 2-х этажного дома площадью до 240 кв.м.

Самый трудоёмкий и ответственный узел - теплообменник В печи Русинова он состоит из четырех радиационных и двух конвекционных экранов.

Поясним, где они располагаются. На рисунках 1 и 2 показаны теплообменник в сборе, а на рисунках 3, 4, б, 6, 7, 8 и 9 - узлы и детали, необходимые для его сборки. 

Видите две ёмкости - нижняя (прямоугольная) и верхняя (цилиндрическая) соединены множеством изогнутых и прямых труб. Это и есть теплообменник. 

А теперь представим, что внутри его горят дрова. Излучаемое ими тепло поглощается тремя рядами вертикальных труб и нижней частью цилиндрической ёмкости - они и образуют четыре радиационных экрана. Кроме того, горячие газы при своем движении сначала вверх, а потом, обогнув стенку, вниз "омывают" всю поверхность цилиндрической ёмкости и ряд труб в задней части печи. Как видите, на своем пути они встречают два конвекционных экрана.

На рисунках цифрами показаны: 

3 - общий вид прямоугольной ёмкости теплообменника (материал - стальной лист толщиной 5 мм), 4 - разметка отверстий на верхнем листе прямоугольной ёмкости, 10 - общий вид нижней топочной дверцы с двумя регуляторами подачи в топку воздуха (материал - стальной лист толщиной 2 мм), 12 - вид регулятора подачи в топку воздуха (материал - стальной диск диаметром 60 и толщиной 10 мм, стальной болт длиной 30 мм и гайка М8).

На рисунках цифрами показаны:
13 - общий вид колосниковой решетки (материал - стальной лист толщиной 2 и 5 мм), 14 - вертикальная передняя решётка (материал - стальной лист толщиной 5 мм, стальной стержень диаметром 10 и длиной 175 мм), 15 - общий вид совка и его развёртка (материал - стальной лист толщиной 0,5 и 5 мм).

Благодаря столь эффективно развитой поверхности и достигается максимально возможное поглощение тепла теплоносителем. Ну а само тепло внутри теплообменника, нагревая воду, заставляет ее циркулировать из нижней ёмкости по трубам вверх. Там она собирается в цилиндрической ёмкости, где температура ёе выравнивается. 

А далее горячая вода (заметим, плотность ее ниже, чем у холодной) самостоятельно перемещается из цилиндрической ёмкости по трубам в батареи, размещенные в комнатах. Отдав тепло воздуху, вода охлаждается и возвращается в нижнюю ёмкость теплообменника. Далее все повторяется по замкнутому кругу. Достоинство очевидно. Ведь вода циркулирует по трубопроводам без участия насоса до тех пор, пока в топке горит огонь.

Разобрались? Тогда за дело. Все необходимые размеры, как и диаметр труб, толщина стальных листов - на рисунках и подрисуночных подписях. Обращаем лишь ваше внимание: старайтесь подогнать сопрягаемые швы с возможно меньшими зазорами. Готовые детали тщательно стыкуйте одну к одной, слегка прихватывайте сваркой. И лишь после того, как убедитесь, что работа выполнена аккуратно, приступайте к окончательной сборке. В готовом виде теплообменник должен выглядеть так, как показано на рисунке 2.

Но на этом работа с главным узлом печи не заканчивается. 

Требуется испытать теплообменник на прочность - не дай бог горячая вода прорвет сварной шов. Сам автор проводил испытания так. Заварил нижнее входное отверстие трубы, затем доверху залил теплообменник водой, а выходное отверстие соединил с ёмкостью и, контролируя манометром, заполнил ее сжатым воздухом под давлением 1 МПа (10 кг/см2).

Если сварные швы сделаны качественно, испытания подтвердят их герметичность. Если же в отдельных местах сварных швов появятся капли, то воду из теплообменника надо слить и неплотные места вновь тщательно заварить.

Для работы печи место ее установки в доме значения не имеет. Главное, чтобы длина труб, связывающих её с батареями, оказалась как можно короче. Определяя место, надо, однако, обязательно учесть, что стенки печи, особенно дно, сильно нагреваются Поэтому в целях пожарной безопасности нижнюю часть печи необходимо хорошо изолировать от пола.

Издавна считалось, что возведение русской печи - это целое искусство, не всякому мастеру доступное. Для того, чтобы сложить печь Русинова, особых тайн знать не требуется. Заготовьте 300 огнеупорных кирпичей размером 240x120x60 мм и цемент марки 400. Из этого цемента и песчинок битого огнеупорного кирпича в соотношении 3:2 приготовьте связующий раствор. А саму кладку ведите по схеме, показанной на рисунке 1, не забывая следить, чтобы толщина связующего раствора между кирпичами не превышала 10 мм.

Когда связующий раствор, как говорят, схватится, с помощью сварки соедините печь с обогревательной системой дома, а дымоход - с печной трубой. Заполните печь водой и проведите пробный нагрев. Все нормально? Пусть же жар нового очага всегда согревает ваш дом в ненастную пору.

Г.Русинов