WarmFires.ru

Достоинства решёток в плане непрерывного отвода шлаков и пепла из топки в зольник не могут быть поставлены под сомнение, поскольку подовые топливники для длительной непрерывной работы (сутки, недели, месяцы) вообще не пригодны. Но при эпизодической топке глухой под особых проблем не создаёт и не выносит пепел в каменку. Слой пепла до 5 см ещё не затрудняет полного сгорания дров и даже создаёт благоприятные условия для горения в части ограничения тепловых потерь вниз из зоны горения за счёт высоких теплоизоляционных свойств пепла. Слой пепла до 5 см создаётся после 3-7 разовых протопок. Если возникают бытовые проблемы с хлопотностью частой чистки печи, можно оборудовать специальный накопитель пепла в виде колодца (в том числе и с решёткой), в который ссыпается скребком пепел после каждой протопки.

Что касается подачи воздуха для горения дров, к колосниковым решёткам возникает масса вопросов. Во всяком случае даже в отопительных кирпичных печах в деревенском и сельском быту очень часто используют глухой под и воздухоподающие отверстия в дверке топки. Вопреки расхожему в литературе мнению, колосниковая решётка вовсе не всегда обеспечивает доступ воздуха во все зоны закладки дров в печи. И причиной этого является наличие на всей решётке сплошного слоя горящих углей, забирающих весь кислород из воздуха так, что вышележащие поленья уже не горят, а просто нагреваются в потоке дымовых газов и претерпевают пиролиз. Реально процесс ещё более сложный, поскольку образовавшаяся в результате горения углей в кислороде двуокись углерода С+О2 —» ^С02 сама начинает реагировать с верхними слоями углей с образованием окиси углерода С+СО2 —» 2СО (рис. 106д). Так что даже в случае ежигания древесного угля процесс на решётке как минимум трёхстадиен: сначала образуется СО2, затем СО, а потом СО сгорает до СО2 над углями, но только при подаче дополнительного (так называемого вторичного) воздуха в зону над углями.

Рис. 107. Примеры процессов внешнего горения: а - верхнее горение с подачей воздуха снизу, б - верхнее горение с подачей воздуха сверху, в -боковое (переднее) горение костра. 1 -корпус топливника, 2 - дымоход, 3 -решётка, 4 - зольник (поддувало), 5 -подача воздуха под решётку, 6 - поленья, 7 - розжиг растопки.

Если же на решётке сжигают дрова, то кислород может проникать во все зоны дров только на этапе растопки печи, пока нет углей. Но воздух во всей закладке дров в этом случае и не нужен, поскольку он может по-требиться лишь в отдельных зонах воспламенения дров. Поэтому методический интерес может представить режим верхнего горения, когда на решётку 3 загружается порция дров 6 и поджигается растопкой 7 сверху (рис. 107а). В этом случае дрова играют роль «решётки», в свою очередь расположенной на решётке 3, и действительно пронизываются потоком свежего воздуха. Такая схема в быту встречается редко, поскольку процесс развития пламени сверху вниз затруднён, особенно при рыхлых закладках. В печах и кострах обычно используется поджиг вышележащих поленьев нижележащими. В промышленности известна схема подачи воздуха сверху вниз на поверхность горящих поленьев (рис. 1076), но в дачных условиях такая схема неудобна, поскольку требует принудительной подачи воздуха сверху вниз компрессором и вывода дымовых газов вытяжным вентилятором. Так что процесс верхнего горения на решётке реален лишь в схеме с постоянной подачей поленьев на слой горящих углей (рис. 103а), принятой во всех бытовых чугунных отопительных котлах (рис. 1026).

Имеется ещё одна схема, реализующаяся в кострах, открытых очагах, каминах, русских печах (рис. 107в). Имеется в виду так называемое боковое горение, когда растопка 7 разжигается с краю костра на наветренной (передней) стороне. Ветровой поток 5 при этом пронизывает с определённой эффективностью все поленья костра, перенося с собой теплоту сгорания растопки внутрь кучи поленьев. В этой схеме очень важно подавать воздух в нужные зоны костра с требуемой скоростью так, чтобы пламя двигалось фронтом, «не перескакивая» на весь верх костра нерегулируемым образом. В печах этот режим удобно реализовывать при полном и плотном заполнении топки (или подполочного пространства) поленьями так, чтобы дрова горели с торцов (рис. 103г). Колосниковая решётка в этой схеме вообще не предусматривается, воздух для сгорания углей подаётся из воздухоподающего устройства 17 по дну печи (по поду), которое делается огнетермостойким и теплоёмким для прогрева дров и устойчивости горения при всех коэффициентах избытка воздуха в печи. Тепло от горящих углей подогревает вышележащие торцы поленьев, из которых начинают выделяться летучие, которые сгорают пламенем в верхней камере над дымооборотом 16 (рис. 103г). Если удаётся организовать подачу воздуха из отверстия 17 (а точнее, группы отверстий) настолько идеальным образом, чтобы воздух равномерно обдувал торцы всех горящих поленьев, то дрова горят фронтом, распространяющимся к задней стенке, фактически не оставляя после себя углей. В реальности преимущественный поток воздуха по поду обуславливает преимущественное выгорание углей снизу, верхние угли обваливаются. В результате образуется завал долго прогорающих углей на поду и с быстрым распространением пламени по верху закладки дров к задней стенке. Боковое горение (называемое в печах передним) переходит при этом в верхнее. По физической сути боковое (переднее) и верхнее горение можно объединить понятием внешнего горения закладки дров, в отличие от нижнего горения, которое можно считать внутренним.