Нуль-энергетика дачи. Вып.9

Дачная печь. Продолжение исследования.

Буржуйка – навсегда?

     Нет более дешёвой печки для нашего дачника, чем «буржуйка». Главное – легко лепится из любых подручных и подножных материалов типа кусков стальных листов и б/у труб. Сварочные аппараты есть через одного – не сам, так кум пособит, да и качество шва некритично, лишь бы сразу не развалился агрегат, собираемый «на коленке».

     Немедленно ржавое чудо в комнату – трубу – в форточку, и готово – набиваешь дровишками, становишься на четвереньки – поджигаешь – дуешь, поджигаешь – дуешь, и где-то с пятого раза, нещадно дымя (в трубу и в комнату), начинает робко гореть, потом всё сильнее, гудит, вся печка раскаляется, светится, искры из трубы, как фейерверк! Промёрзшая комната мгновенно приобретает уют, пахнет жилым дымком, становится даже и жарковато – и как жаль, что ненадолго… Скорость прогорания стремительна, остывание неминуемо и вот мы снова в холоде – но нет – бежим за новой порцией, подкидываем, шуруем, в общем, не скучаем…

     Так вот и понимаешь, почему «буржуйкой» назвали революционные массы в ту холодную питерскую зиму своих железных расточителей (дрова посреди каменного города – отчаянный дефицит – только паркетом, книгами и мебелью и спасались). Прошли года, революционный пыл давно угас в обществе потребления и теперь уже сам пролетариат (особенно советского разлива) уличают в расточительности, а буржуев, наоборот, хвалят за скупость, виноват - экономность и другие блага, каковые оне приносят экономике подвластных им государств… ну да, всё правильно, какой НУВорище станет зря прожигать нахапанное добро? Наверное поэтому бывший  доцент винницкого Политехнического (бывшего института, а ныне – университета) – Г.М. Полторак (фамилия у него такая) – предложил переименовать «буржуйки» в «пролетарки» (от слова «пролетать» - а вы о ком подумали?). Новая эпоха – новые названия. Однако, хотя лично мне новое больше нравится, пока буду употреблять старое – оно привычнее и с толку не сбивает.

     Исторически первая железная печка появилась во Франции, в те времена, когда техника, казалось, сможет решить все проблемы – вот только подходящую технологию изобрести. До сих пор изобретают, а проблем только больше становится! С этим – к политикам, а для нас интересно то, что первые печки по виду такие пузатенькие, вычурные, богато украшенные, явно не для бедных были. Маленький объём топки, небольшая и нерациональная поверхность теплообмена  - совсем не «для согреться» эта печечка. Народ, пришедший к власти, излишества отторгнул и массово «клепает» вот эдаких железных сундуков, что называется – «косо, криво, абы живо!». И таких «железяк» по нашим дачам – немеряно. В магазинах – чуть более облагороженные продаются, но суть абсолютно та же.

     В чём же привлекательность таких печей? Кроме дешевизны, как мне кажется – «идея овладела массами» - говоря словами бывших наших классиков, то есть и принцип конструкции и схема горения привычно понятна всем нормальным хозяевам и это знание передаётся уже и как бы по наследству.

     Однако, за этой простотой (кажущейся) никто не задумывается, а можно ли жечь огонь по-другому -  экономичней, проще, безопасней? Я утверждаю, что не только можно, но и проще в изготовлении можно, как это ни странно кажется на первый взгляд. И технология уже давно известна и конструкции наработаны веками, только мы в упор не видим – вот беда! Но об этом позже, когда разберёмся с тем, что привычно сейчас.

Инженерный анализ «буржуек».

     Конструктивно такие печки состоят из камеры сгорания с дверцей с одной стороны (в нижней части) и дымовой трубы с противоположной стороны (в верхней части). Форма камеры – любая: параллелепипед, цилиндр, даже шар (в первых французских). Ниже камеры сгорания размещено поддувало - приёмник пепла – тоже камера и тоже с дверцей, но много меньше. Между этими двумя камерами колосники – толстые стальные или чугунные (чтоб дольше выстояли в жару) прутья с промежутками между ними. Всё – из стали, а лучше – из чугуна. Размеры и пропорции не канонизированы – от кубометра (для мастерской) до совсем крошечных (походных туристических). И все работают! То есть огонь в них (при наличии дров, конечно) горит и жар через железные бока греет. Как горит – это уже другой ответ.

     А вот так и горит – дрова в начале растопки разжигаются с трудом, ведь редко когда под рукой сухие, мелко наколотые, а всё больше из-под снега (зимой ведь топим), корчаги едва в дверцу пролезающие… Добавлю, ещё и потому, что вначале тяги нет, так как воздух в топке и трубе непрогретый, перепада давлений, обеспечивающего тягу тоже нет и робко занимающемуся огоньку много легче дымить в комнату, чем на улицу. При отсутствии тяги её заменяют собственными лёгкими. Реакция горения – типичная цепная реакция, и, как правильно подметил её первый теоретик, академик Семёнов – быстро затухает, если в процесс не вовлечена критическая масса реагирующих веществ.

     Вряд ли стоящий на четвереньках раздуватель помнит и знает вклад академика в теорию горения, но нюхом чует и задним умом понимает, что дуть надо, пока робкий затухающий огонёк не превратится в пламя, а язычки этого пламени не начнут отклоняться вовнутрь камеры сгорания и из трубы не покажется первый дымок. Вот теперь дело пошло веселей – огонь быстро распространяется, дым валит стеной и немалая часть его, не помещаясь в трубу, прёт через дверцу камеры сгорания…

     Вот теперь пора  закрыть оную и открыть дверцу поддувала. Свежий поток кислорода, пробираясь через колосники, многократно увеличивает поверхность реакции и тут уж цепной характер проявляет себя в полной мере. Горит всё, что внутри и сразу! Дыма почти нет, температура у колосников выше 1000 градусов, раскалённые газы вылетают из трубы вместе с львиной долей тепла и непрореагировавших, превратившихся в газ веществ. Пиршество огня длится недолго. Основательно обогревши прилегающую к даче природу и немного – комнату, реакция лишается подпитки, затухает, остатки тихо чадят, испуская дым, но уже не давая тепла. В общем, начинай сначала. Обычно, не дожидаясь полного прогорания, в самый разгар подкидывают топлива и так привычно хлопочут возле железного монстрика, не замечая и не отдавая себе отчёта в ужасно низком КПД своих действий.

     Самое время воскликнуть – да будьте же поленивей! Перестаньте мельтешить и пораскиньте мозгами! Однако, пожалуй, ленивых среди дачников считай почти и нет и «буржуйка» цветёт, пахнет и размножается вот уже третье столетие. Наверное я самый ленивый из дачников и завсегда предпочитаю полежать, ну, или в крайнем случае посидеть возле компьютера и поискать возможность работать поменьше или хотя бы поднять КПД своих физических действий.

     И вот, прежде чем начинать «раскидывать свои мозги», я попробовал собрать и осмыслить факторы, мешающие эффективно использовать запасённую в топливе энергию у «буржуек». Вот они:

1. Пиковый характер течения реакции (вначале с трудом разжигается, потом не удержишь)

2. Невозможность нормирования подачи кислорода с воздухом в течение реакции (вначале воздуха не хватает, а как разгорится – избыточность десятикратная - и никак не отрегулировать)

3. Нерационально устроенные теплообменники, когда через стальные поверхности в комнату поступает очень малая часть тепла от сгорания внутри топлива.

4. Спектр теплового излучения в помещение в большей мере состоит из коротковолновой (поджаривающей) части. (Раскалённая до высоких температур поверхность «буржуек»   ещё и очень опасна как источник пожара, да и разлагая органику, содержащуюся в домашней пыли, здоровья обитателям отнюдь не прибавляет).

     Задумываясь над причиной всех этих проблем, я установил, что всё дело в… колосниках. Именно они, вернее, конструкция и метод сжигания на колосниках приводит к указанным последствиям.  Такая конструкция хорошо работает только в промышленных печах с тоннами сжигаемого топлива. А для домашней, маленькой, нужен совсем другой подход.

     Продолжение следует – публикации через номер в «Нашей даче». Выписывайте, читайте. Если кому интересно более подробно, могу выслать рукопись. Пишите.

Рис 1. Образец французского дизайна позапрошлого столетия

Рис 2. Типичный пролетарский дизайн. Самодел – рулит!

Рис 3. Попытка облагородить «железяку». Однако сущность – всё та же!

Рис 4. Вот так – всегда в начале растопки.