Вторичная подача воздуха или правильное дыхание печи

Правильная подача воздуха в печь считается одним из самых важных моментов теории и практики возведения отопительных печей. Для профессионалов печников кроме того этот вопрос является и вопросом постоянных поисков новых решений повышения коэффициента полезного действия, поскольку от того насколько правильно дышит печь зависит ее эффективность. Так 600-700 градусов процесс выделения летучих газов заметно увеличивается, но при этом для сгорания таких соединений требуются большое количество кислорода.

В обычной топке топливо сжигается при подаче кислорода из поддувала и проникает через неплотности в дверке топки. Но проблема такой печи заключается в том, что большое количество легких газов просто вылетает в дымоход. Решить проблему полного сгорания топлива может постройка колпаковой печи или печи с дополнительной камерой. Вторым путем получения максимального количество тепла является выполнение всех условий для проведения полной реакции окисления кислородом элементарных летучих элементов до получения конечных продуктов горения  топлива – углекислой кислоты и водяного пара. Проще говоря, подача в зону сгорания летучих элементов кислорода для завершения цикла химических реакций. Этот прием называется вторичная подача воздуха.

Традиционная схема подачи воздуха в топку

Под традиционной подачей воздуха подразумевается самый распространенный способ подачи воздуха через нижнюю часть печи – поддувало. Это не только наиболее распространенный способ организации дыхания печи, но и не самый рациональный. Дело в том, что открывая задвижку летнего хода, когда в печи образуется самая мощная тяга, в трубу буквально улетучивается тепло из помещения, в котором растапливается печь. Естественно, что в помещение начинает заходить воздух снаружи, более холодный. В результате помещение быстро теряет температуру и охлаждается.

Другое дело, когда печь оснащена системой воздуховодов, например, забирающих кислород из подвала или напрямую с улицы. В таком случае, в помещении во время растопки температура не падает, но тяга при этом никоим образом не снижается.

Такая инновационная схема позволяет более эффективно отапливать помещение, существенно снизив теплопотери за счет снижения циркуляции атмосферного воздуха внутри него, но если печь не рассчитана на дожиг легких газов, достигнуть максимальной экономии все-таки не удастся.

Вторичный воздух в процессе горения

Идея обеспечения полного сгорания углеводородов в печи при помощи противоточной схемы построения стала популярна относительно недавно. На сегодняшний день она в полной мере нашла свое отражение в твердотопливных отопительных котлах. Но для металла использование такой схемы оказалось намного проще, а вот в кирпичных печах такой прием используется не всегда.

Догорание в кирпичной кладке

Хотя, пример финского закрытого камина может наглядно показать механизм использования вторичного воздуха для полного сгорания легких веществ в кирпичной кладке. Принципиально схема обычного и вторичного обеспечения кислородом топки и пространства для догорания газов отличается по нескольким параметрам:

• Для процесса горения прямая подача кислорода необходима постоянно – перекрытие подачи кислорода приводит к затуханию огня. Для процесса дожига газов кислород нужен начиная с момента повышения температуры до 600-700 градусов, то не сразу, после начала топки;
• Через открытое поддувало воздух поступает нагретый до комнатной температуры или температуры, которая соответствует тому помещению, откуда производится забор. Для вторичного воздуха важно чтобы кислород поступал в камеру сгорания уже подогретый, причем подогретый до довольно высокой температуры – порядка 500-600 градусов;

Подача воздуха в печь на примере финского камина поможет правильно понять суть этой технологии. В отличие от обычной топки в камине нет поддувала – дрова горят на плите внизу топки. Прямая подача кислорода осуществляется через отверстия в дверце. Кстати, в конструкции дверцы имеются несколько уникальных элементов, главный из которых регулируемая решетка, через которую и происходит подача кислорода в топку.

Дополнительная камера сгорания

Второй элемент, который заслуживает отдельного внимания это дополнительная камера, в которой и происходит окончательное сгорание топлива. Она, как и положено, отделена от топливника каминным зубом, расположенным почти горизонтально. Второй вариант разделения топливника это катализаторная решетка, которая разогреваясь от температуры пламени в первичной топке, служит температурным катализатором для реакции во вторичной камере дожига.

А вот кислород в эту камеру попадает через туже дверку. Только если для топки предусмотрены сквозные отверстия, то во вторую камеру подача осуществляется через полости в металлической оправе стекол и между самими стеклами. Такой прием дает возможность разогреть воздух до необходимых 500-600 градусов с одной стороны, и обеспечить прозрачность стекла с другой, поскольку поток формируется таким образом, что он убирает копоть и сажу сразу в камеру сгорания легких газов.

Варианты устройства подачи вторичного воздуха

Подача воздуха в печь оснащенную камерой для дожигания легких газов может быть организована несколькими методами. Уже упоминавшийся, финский отопительный камин, оснащенный дверкой с отверстиями для подачи воздуха, решает проблему только при использовании фирменных комплектующих элементов. Ну а как поступить, если под рукой просто нет такой чудо дверки?

Самый простой и эффективный вариант устройства подачи вторичного воздуха предлагается в проектах печей использующих принцип колпака. Для того чтобы обеспечить прямой приток нагретого воздуха в процессе постройки в порядовых кладках формируются каналы идущие с уровня поддувала. Такой вариант дает возможность, используя обычные заслонки или герметичные дверки без дополнительных усилий проложить ход напрямую в камеру догорания газов. С точки зрения технологии строительства, это вполне реально, тем более учитывая высоту кладки и разницу температуры в зоне входа и в районе топки, где происходит основной нагрев, тяга будет отменной. Минус этого варианта в том, что не везде есть возможность реализовать такой проект.

Второй вариант, который все чаще находит свое применение у печников это прием, называемый сухой шов. Суть метода заключается в том, что в камеру подается воздух по мере нагревания топки. Между кирпичами кладки оставляется расстояние так называемый «сухой шов». В обычном состоянии через полости воздух циркулирует свободно. По мере нагревания топки, кирпичи нагреваются и расширяются, после чего небольшой промежуток сухого шва просто перекрывается расширившимися кирпичами. После того как закрывается проход воздух начинает искать новые пути проникновения в топку. После окончательного нагрева кирпичей воздух начинает поступать в камеру дожига в нагретом состоянии по специально выстроенным каналам. 

Третий вариант организации подачи кислорода через кожух, выстроенный вокруг топки. Просто и одновременно эффективно. Правда такой проект требует дополнительных просчетов, поскольку каналы вокруг топки также формируются из шамотного кирпича.