Печь для обогрева помещений
Печь для обогрева помещений, преимущественно банных, с теплоаккумулирующим материалом в виде специальных камней или чугунных деталей или керамического боя, состоящая из топки с загрузочной дверкой и патрубком для отвода дыма, ограждающий металлический кожух, между которыми имеется полость, открытая снизу и сверху. Конструкция топки и кожуха выполнена с расширением поперечное сечение полости снизу вверх, что позволяет заполнять полость и верхнюю часть топки теплоаккумулирующим материалом. Параметры полости (величина нижнего и верхнего зазоров, и объем полости) рассчитываются в соответствии с характеристикой печи, теплоаккумулирующего материала и назначением отапливаемого помещения. При работе печи происходит передача тепла от высокотемпературной зоны топки через стенку теплоаккумулирующему материалу. Одновременно за счет конвекции происходит подсос воздуха снизу через зазор, его нагрев от стенки топки и теплоаккумулирующего материала, и выпуск в помещение через верхний зазор.
Полезная модель относится к печам для обогрева помещений, преимущественно банных, с теплоаккумулирующим материалом в виде специальных камней или чугунных деталей или керамического боя.
Существует распространенная конструкция банной печи, например "Кирасир" торговая марка GREIVARI [1], основу которой составляет топка с прямоугольными боковыми стенками и верхней стенкой с развитой поверхностью, на которую помещается теплоаккумулирующий материал. Соответственно топка с одной стороны имеет отверстие с дверкой для загрузки топлива и, как правило, сверху трубу для удаления дыма или газа. С боковых сторон топка ограждена прямоугольным кожухом-конвектором с небольшим зазором от топки, при этом между топкой и кожухом образуется полость, открытая снизу и сверху, предназначенная для организации конвективного потока нагреваемого от топки воздуха, которым в основном обогревается помещение. Аккумулирующий материал размещается верхней поверхности топки и нагревается инфракрасным излучением с последующей отдачей тепла в помещение. Такая конструкция не эффективна, так помещение в основном перегревается и пересушивается конвективными потоками воздуха, а аккумулирующий материал прогревается недостаточно. После окончания топки печи за счет конвективных потоков воздуха уже с меньшей температурой она остывает.
Другая конструкция банной печи, например модель Legeng фирмы Harvia или модель SAGA фирмы Kastor имеет топку, обложенную сверху и с боковых сторон теплоаккумулирующим материалом, заключенным в клеточный каркас. В этом случае необходимо большое количество теплоаккумулирующего материала и соответственно топлива, чтобы его прогреть до режима парной, при этом также перегревается само помещение парной.
Теплоаккумулирующий материал может быть заключен в закрытый кожух с вертикальной полостью [2], что также требует большого количества теплоаккумулирующего материала, да и сама печь становится громоздкой. Выше перечисленные конструкции банных печей изложены в источнике[3].
В то же время печи с конвекционным ограждением топки с зазором имеют развитие своей конструкции. Так отопительно-варочная печь [4] содержит корпус с ограждающим кожухом, топливник с колосниковой решеткой и зольник, отличающаяся тем, что полость между корпусом и кожухом выполнена конической с уменьшающимся снизу вверх сечением и открыта сверху и снизу. В этой конструкции возрастает конвективная составляющая теплообмена, но теплоаккумулирующий материал не может быть использован.
Предлагается конструкция печи, в которой с высокой эффективностью используется передача тепла инфракрасным излучением и конвекцией, при этом возможна регулировка того или иного теплообмена. Любой печной агрегат сочетает в себе эти два способа теплопередачи и соотношение их зависит от конструкции и режимов работы печи. Инфракрасное излучение осуществляется от высокотемпературной зоны корпуса топки и зависит от ее площади. При контакте корпуса топки и нагретых частей печи (каркасов, экранов) с воздухом инфракрасное излучение преобразуется в конвекцию. Самой эффективной будет такая конструкция печи, в которой сначала максимально используется инфракрасное излучение, а затем конвекция. Такая конструкция как раз сочетает в себе использование теплоаккумулирующего материала и кожуха топки с зазором (полостью). В такой печи в противовес [4] полость (зазор)между корпусом и кожухом предлагается выполнять также конической, но с расширением снизу вверх, а образовавшуюся полость, расширяющуюся вверх, заполнять теплоаккумулирующим материалом. В предлагаемой конструкции максимально увеличивается площадь теплопередачи инфракрасным излучением теплоаккумулирующему материалу от боковой и верхней поверхности топки и не уменьшается конвективный теплообмен.
На рис.показана банная печь, состоящая из топки 1 с загрузочной дверкой 2 и патрубком 3 для отвода дыма, ограждающий металлический кожух 4, между которыми имеется полость 5, открытая снизу и сверху. Конструкция топки и кожуха выполнена с расширением поперечное сечение полости снизу вверх, что позволяет заполнять полость 5 и верхнюю часть топки теплоаккумулирующим материалом 6. Параметры полости (величина нижнего 7 и верхнего 8 зазоров, и объем полости) рассчитываются в соответствии с характеристикой печи, теплоаккумулирующего материала и назначением отапливаемого помещения. При работе печи происходит передача тепла от высокотемпературной зоны топки 1 через стенку теплоаккумулирующему материалу 6. Одновременно за счет конвекции происходит подсос воздуха снизу через зазор 7, его нагрев от стенки топки и теплоаккумулирующего материала, и выпуск в помещение через верхний зазор 8. Ввиду того, что радиационный нагрев материала производится с максимальной поверхности топки, а конвективное движение воздуха затруднено меньшим нижним зазором, уложенным в полость между топкой и кожухом материалом - отапливаемое помещение не перегревается и осуществляется эффективная аккумуляция тепла. Сама печь остается компактной и в то же время вмещает повышенное количество теплоаккумулирующего материала, что рекомендуется для банных печей.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания изобретения:
1. Новые дровяные печи-каменки для бань КИРАСИР, Руководство по установке и эксплуатации. Дровяные печи-каменки для бани GREIVARI Модели КИРАСИР 15, 20, 25 РУКОВОДСТВО ПО УСТАНОВКЕ.
2. Патент РФ 
2429419, МПК F24B 1/24, 2011 г.
3. Печи для бань и саун. Справочное пособие под ред. Петрова Т.И. Изд. НТС "Стройинформ", 2008 г.
4. Патент РФ 2018059, МПК F24B 1/02, 1994 г.
Печь для обогрева помещений, преимущественно банных, содержащая металлическую топку с дверкой и патрубком для дымохода и ограждающий металлический кожух боковой поверхности топки, между которыми имеется открытая сверху и снизу полость для конвективного движения нагреваемого воздуха с коническим увеличивающимся снизу вверх сечением, заполненная теплоаккумулирующим материалом.
