RU170181U1

RU170181U1 - FRAME BRICK HEATING FURNACE WITH IMPROVED HEAT CHARACTERISTICS

Info

Publication number: RU170181U1
Application number: RU2016146454U
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Шевяков
Original assignee: Владимир Викторович Шевяков
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2017-04-18

Abstract

Полезная модель относится к тонкостенным отопительным печам, с толщиной стенки в четверть кирпича, облицованных листами из температуро-стойких материалов и собираемых в металлических каркасах. Каркасные печи характеризуются увеличенной теплоотдачей с единицей активного объема, что позволяет их делать компактными и относительно легкими.Однако такие печи обладают и существенным недостатком. Из-за того, что стенки печей имеют небольшую толщину, они не могут накопить достаточное количество тепла в процессе их топки для обогрева помещения в течение 12 ч, как принято для толстостенных печей. Через 10-11 ч такая печь полностью остывает до комнатной температуры. Кроме того, у них повышенный коэффициент неравномерности теплоотдачи по сравнению с толстостенными печами.Поэтому целью полезной модели является увеличение времени теплоотдачи, снижение максимальных температур на стенках печи, и снижение коэффициента неравномерности теплоотдачи. Поставленная цель достигается тем, что каркасная кирпичная отопительная печь, отличается тем, что она заключена во внешний кожух из плит, установленных с воздушным зазором по отношению к внутренним облицовочным листам.The utility model relates to thin-walled heating furnaces, with a quarter-brick wall thickness, lined with sheets of temperature-resistant materials and assembled in metal frames. Frame furnaces are characterized by increased heat transfer with a unit of active volume, which makes them compact and relatively light. However, such furnaces also have a significant drawback. Due to the fact that the walls of the furnaces are small in thickness, they cannot accumulate a sufficient amount of heat during their furnace to heat the room for 12 hours, as is customary for thick-walled furnaces. After 10-11 hours, such an oven completely cools to room temperature. In addition, they have an increased coefficient of heat transfer unevenness compared to thick-walled furnaces. Therefore, the purpose of the utility model is to increase the heat transfer time, reduce the maximum temperature on the furnace walls, and reduce the heat transfer unevenness. This goal is achieved in that the frame brick heating furnace, characterized in that it is enclosed in an outer casing of plates installed with an air gap in relation to the inner facing sheets.

Description

Полезная модель относится к тонкостенным отопительным печам, с толщиной стенки в четверть кирпича, облицованных листами из температуро-стойких материалов и собираемых в металлических каркасах. У таких печей повышенная степень сборности конструкции и поэтому они находят широкое применение. Каркасные печи характеризуются увеличенной теплоотдачей с единицей активного объема, что позволяет их делать компактными и относительно легкими [1, 2]. В то же время они относятся к отопительным приборам повышенного прогрева. На некоторых участках их теплоотдающих поверхностях температура может достигать 115°С и выше[2].The utility model relates to thin-walled heating furnaces, with a quarter-brick wall thickness, lined with sheets of temperature-resistant materials and assembled in metal frames. Such furnaces have a high degree of prefabrication of the structure and therefore they are widely used. Frame furnaces are characterized by increased heat transfer with a unit of active volume, which makes them compact and relatively light [1, 2]. At the same time, they relate to heating devices with increased heating. In some areas of their heat-transferring surfaces, the temperature can reach 115 ° С and higher [2].

Однако такие печи обладают и существенным недостатком. Из-за того, что стенки печей имеют небольшую толщину, они не могут накопить достаточное количество тепла в процессе их топки для обогрева помещения в течение 12 ч, как принято для толстостенных печей. Через 10-11 ч такая печь полностью остывает до комнатной температуры. И поэтому количество топок необходимо увеличивать. Кроме того, у них повышенный коэффициент неравномерности теплоотдачи по сравнению с толстостенными печами [1]. Т.е. у таких печей повышенная нестабильность температуры стенок печи в процессе теплоотдачи.However, such furnaces have a significant drawback. Due to the fact that the walls of the furnaces are small in thickness, they cannot accumulate a sufficient amount of heat during their furnace to heat the room for 12 hours, as is customary for thick-walled furnaces. After 10-11 hours, such an oven completely cools to room temperature. And therefore, the number of furnaces must be increased. In addition, they have an increased coefficient of uneven heat transfer compared to thick-walled furnaces [1]. Those. such furnaces have an increased instability of the temperature of the walls of the furnace during heat transfer.

Поэтому целью полезной модели является увеличение времени теплоотдачи, снижение максимальных температур на стенках печи, и снижение пульсаций температуры на поверхности печи, т.е. снижение коэффициента неравномерности теплоотдачи.Therefore, the purpose of the utility model is to increase the heat transfer time, reduce the maximum temperatures on the furnace walls, and reduce the temperature pulsations on the furnace surface, i.e. decrease in the coefficient of uneven heat transfer.

Поставленная цель достигается тем, что каркасная кирпичная отопительная печь, отличается тем, что она заключена во внешний кожух из плит, установленных с воздушным зазором по отношению к внутренним облицовочным листам.This goal is achieved in that the frame brick heating furnace, characterized in that it is enclosed in an outer casing of plates installed with an air gap in relation to the inner facing sheets.

Отопительная печь (1) собрана в металлическом каркасе (3), в котором установлены облицовочные листы (2). Вся конструкция заключена во внешний кожух (5), установленный с воздушным зазором (4). Воздушный зазор обладает значительным тепловым сопротивлением, соизмеримым с тепловым сопротивлением самого кирпича. Внешний кожух изготавливается из материала с низкой теплопроводностью. Такая конструкция печи с внешним кожухом приобретает новые тепловые свойства, которые и позволяют улучшить ее характеристики. Сам кирпич во время топки накапливает большее количество тепла и медленнее и более равномерно это тепло передает на внешнюю поверхность печи.The heating furnace (1) is assembled in a metal frame (3), in which the facing sheets (2) are installed. The whole structure is enclosed in an outer casing (5) installed with an air gap (4). The air gap has significant thermal resistance commensurate with the thermal resistance of the brick itself. The outer casing is made of a material with low thermal conductivity. This design of the furnace with an external casing acquires new thermal properties, which can improve its characteristics. The brick itself during the furnace accumulates more heat and more slowly and more evenly transfers this heat to the outer surface of the furnace.

На фиг. 2 и 3 представлены эпюры температур при исследовании каркасной печи с помощью соответствующей конденсаторной модели [3].In FIG. Figures 2 and 3 show temperature plots when studying a frame furnace using the corresponding capacitor model [3].

На фиг. 2 эпюры температур в сечении кирпича толщиной 65 мм и на внешней стенке каркасной печи при температуре в топке 900°С, нагреве в течение 60 мин и дальнейшего остывания в течение 11 ч. Из эпюр температур видно, что максимальная температура на внешней поверхности печи достигает 170-180°С. И через 10-11 ч после начала топки снижается до комнатной температуры.In FIG. 2 temperature plots in a 65 mm thick brick section and on the outer wall of the frame furnace at a furnace temperature of 900 ° C, heating for 60 minutes and further cooling for 11 hours. From the temperature plots it is seen that the maximum temperature on the external surface of the furnace reaches 170 -180 ° C. And 10-11 hours after the start of the furnace, it drops to room temperature.

На фиг. 3 представлены эпюры температур для случая установки внешнего кожуха толщиной 12 мм с воздушным зазором 6 мм. Из эпюр видно, что за то же время топки (60 мин) средняя температура на кирпиче больше, и, следовательно, кирпич накапливает больше тепла. И теплоотдача внешней поверхности печи значительно равномерней. От максимальной 80 до 40°С.In FIG. Figure 3 presents temperature plots for the case of installing an external casing 12 mm thick with an air gap of 6 mm. It can be seen from the diagrams that during the same time the furnace (60 min), the average temperature on the brick is higher, and, therefore, the brick accumulates more heat. And the heat transfer from the outer surface of the furnace is much more uniform. From a maximum of 80 to 40 ° C.

Изменяя величину воздушного зазора, можно изменять и величину теплоотдачи поверхности печи. Поскольку стенки печи нагреваются не равномерно от горячих газов, температура которых снижается в процессе прохождения по газоходам, то подбирая величину воздушного зазора можно выравнить теплоотдачу стенок печи.By changing the size of the air gap, you can change the amount of heat transfer to the surface of the furnace. Since the walls of the furnace are not heated evenly from hot gases, the temperature of which decreases during passage through the flues, choosing the size of the air gap, you can even out the heat transfer from the walls of the furnace.

Внешний кожух из плит, позволяет значительно улучшить тепловые характеристики каркасной печи.The outer casing of the plates, can significantly improve the thermal characteristics of the frame furnace.

Список литературList of literature

1. Семенов Л.А. Теплоустойчивость и печное отопление жилых и общественных зданий. Москва, 1950 г.1. Semenov L.A. Heat resistance and stove heating of residential and public buildings. Moscow, 1950

2. Школьник А.Е. Печное отопление малоэтажных зданий. Москва, Высшая школа, 1991 г.2. Schoolboy A.E. Stove heating of low-rise buildings. Moscow, Higher School, 1991

3. Шевяков В.В. Конденсаторная модель для исследования переходных тепловых процессов в кирпичной стенке бытовой печи // Universum: Технические науки: электрон, научн. журн. 2016. №8 (29). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3566 (дата обращения: 10.11.2016).3. Shevyakov VV A condenser model for studying transient thermal processes in a brick wall of a household stove // Universum: Engineering: electron, scientific. journal 2016. No8 (29). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3566 (accessed: 11/10/2016).

Claims

Frame brick heating furnace, characterized in that it is enclosed in an outer casing of plates installed with an air gap in relation to the inner facing sheets.