Печь

Ведущий раздел этой статьи , возможно , придется переписать . Используйте руководство по макету, чтобы убедиться, что раздел соответствует нормам Википедии и содержит все важные детали. ( Июнь 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Неоклассический петушок 18 века во Дворце Рогана ( Страсбург , Франция)

Плита представляет собой устройство , в котором топливо сжигают , чтобы нагреть либо пространство , в котором расположена печь, или предметы , расположенные на нагретой печи или внутри нее в печи .

Есть много типов печей, таких как кухонная плита , которая используется для приготовления пищи, и дровяная печь или угольная печь, которая обычно используется для обогрева жилища.

Из-за опасений по поводу загрязнения воздуха на протяжении многих лет прилагались усилия для улучшения конструкции печи. ^[1] Пеллетные печи, например, относятся к типу печей с чистым горением , а воздухонепроницаемые печи - к другому типу, которые сжигают дрова более полно и, следовательно, уменьшают количество образующихся побочных продуктов сгорания. Другая возможность - добавление устройства для очистки выхлопных газов (например, фильтра или камеры дожигания). ^[2]

Все дровяные печи, производимые в США с 1992 года, должны ограничивать выбросы твердых частиц . ^{[ необходима цитата ]}

Происхождение [ править ]

Древнеанглийское слово stofa означало любое отдельное замкнутое пространство, такое как комната, и «печь» до сих пор иногда используется в этом смысле, например, «в печи». Вплоть до начала XIX века термин «печь» использовался для обозначения единственной отапливаемой комнаты, так что утверждение Джозефа Бэнкса о том, что он «поместил свои самые ценные растения в печь» или наблюдение Рене Декарта о том, что он получил «величайшее философское вдохновение в то время как сидеть в печи »не так уж и странно, как кажется на первый взгляд.

Согласно самым ранним свидетельствам, приготовление пищи производилось путем запекания мяса и клубней на открытом огне. Керамические и другие кухонные сосуды можно ставить прямо на открытый огонь, но если поставить сосуд на подставку, такую ​​простую, как подставка из трех камней, получается печь. Трехкаменная печь до сих пор широко используется во всем мире. В некоторых областях он превратился в U-образную засохшую глиняную или кирпичную оградку с отверстием спереди для топлива и воздуха, иногда со вторым отверстием меньшего размера сзади.

Кухонная плита [ править ]

Кухонная плита, плита или кухонная плита - это кухонный прибор, предназначенный для приготовления пищи. Кухонные плиты полагаются на приложение прямого тепла для процесса приготовления и могут также иметь духовку внизу или сбоку, которая используется для выпечки . Традиционно они питались дровами, и одним из самых ранних зарегистрированных случаев дровяной кухонной печи была так называемая тушеная печь (разработанная в 1735 году французским дизайнером Франсуа де Кувильес и официально именуемая печью Castrol ). Более современные версии, такие как популярная серия Rayburn, предлагают выбор между использованием древесины или газа..

Дровяная печь [ править ]

Угольные печи [ править ]

Самой распространенной печью для обогрева в индустриальном мире почти полтора века была угольная печь, которая сжигала уголь. Угольные печи бывали всех размеров и форм и с разными принципами работы. Уголь горит при гораздо более высокой температуре, чем дрова, и угольные печи должны быть сконструированы так, чтобы выдерживать высокие уровни тепла. Угольная печь может сжигать дрова или уголь, но дровяная печь может не сжигать уголь, если не поставлена ​​решетка. Решетка может быть съемной или «дополнительной».

Это связано с тем, что угольные печи снабжены решеткой, позволяющей пропускать часть воздуха для горения ниже уровня огня. Доля воздуха, поступающего над / под огнем, зависит от типа угля. Бурый уголь и лигнит выделяют больше горючих газов, чем антрацит, и поэтому требуют больше воздуха над огнем. Соотношение воздуха над / под огнем должно быть тщательно отрегулировано, чтобы обеспечить полное сгорание. ^[3]

Эффективность [ править ]

По сравнению с простым открытым огнем, закрытые печи могут предложить большую эффективность и контроль. На открытом воздухе твердое топливо горит при температуре всего около 240 ° C (464 ° F), что является слишком низкой температурой для протекания идеальных реакций горения, тепло, выделяемое за счет конвекции, в значительной степени теряется, частицы дыма выделяются, не будучи полностью горение, и подачу воздуха для горения невозможно легко контролировать.

Помещая огонь в камеру и соединяя его с дымоходом, создается тяга (тяга), в результате чего свежий воздух проходит через горящее топливо. Это приводит к повышению температуры сгорания до точки (600 ° C или 1112 ° F), при которой достигается эффективное сгорание, корпус позволяет регулировать поступление воздуха и практически исключает потери из-за конвекции. Кроме того, благодаря оригинальной конструкции становится возможным направлять поток сгоревших газов внутрь печи так, чтобы частицы дыма нагревались и разрушались.

Закрытие огня также предотвращает попадание воздуха из помещения в дымоход. Это может означать значительную потерю тепла, поскольку открытый камин может отводить много кубических метров нагретого воздуха в час. Эффективность обычно рассматривается как максимальная тепловая мощность печи или костра, и производители обычно называют это разницей между теплом, поступающим в комнату, и теплом, потерянным в дымоходе.

Первым усовершенствованием стала топка : огонь с трех сторон был огражден каменными стенами и перекрыт железной пластиной. Только в 1735 году сделал первый проект , который полностью закрыт огнь открывается: Castrol плитой из французского архитектора Франсуа Де Кавиллис была кладка конструкцией с несколько fireholes охватываемого перфорированными металлическими пластинами. Она также известна как тушеная печь . Ближе к концу 18 века конструкция была усовершенствована: горшки подвешивались в отверстиях через верхнюю железную пластину, что еще больше повысило тепловую эффективность.

В 1743 году Бенджамин Франклин изобрел цельнометаллический камин с попыткой повысить его эффективность. Это был по-прежнему открытый камин, но его эффективность была выше, чем у старинных каминов.

В некоторых печах используется каталитический нейтрализатор, который вызывает сгорание ранее не сгоревших частиц газа и дыма. В других моделях используется конструкция, которая включает изоляцию топки и большую перегородку для обеспечения более длинного и горячего пути потока газа. Современные закрытые печи часто строятся с окном, пропускающим свет и позволяющим пользователю наблюдать за развитием огня.

Хотя закрытые печи обычно более эффективны и управляемы, чем открытый огонь, существуют исключения. Например, тип открытого огня с « обратным котлом », обычно используемый в Ирландии, может достигать более 80% абсолютного КПД.

Материал [ править ]

Каменные обогреватели были разработаны для управления потоком воздуха в печах. Каменный обогреватель предназначен для полного сгорания топлива за счет сжигания топлива при полной температуре без ограничения притока воздуха. Из-за большой тепловой массы уловленное тепло излучается в течение длительных периодов времени без необходимости постоянного обжига, а температура поверхности обычно не опасна для прикосновения.

Металлические печи вошли в обиход в 18 веке. Ранним и известным примером металлической печи является печь Франклина, которая, как говорят, была изобретена Бенджамином Франклином в 1742 году. У нее был лабиринтный путь для выхода горячих выхлопных газов, что позволяло теплу проникать в комнату, а не подниматься по дымоходу. . Однако печь Франклина была предназначена для обогрева, а не для приготовления пищи. Бенджамин Томпсон на рубеже XIX века одним из первых представил рабочую металлическую кухонную плиту. Его камин Рамфордодним огнем нагревали несколько горшков, которые тоже вешали в отверстия, чтобы их можно было нагревать с боков. Можно было даже регулировать нагрев индивидуально для каждого отверстия. Однако его печь предназначалась для большой столовой или замковой кухни. Потребовалось еще 30 лет, прежде чем технология была усовершенствована и размер железной печи уменьшился настолько, чтобы ее можно было использовать в домашних условиях. Фило СтюартПечь Oberlin была намного более компактной, дровяной чугунной печью, запатентованной в Соединенных Штатах в 1834 году. Она имела огромный коммерческий успех, и за следующие 30 лет было продано около 90 000 единиц. В Европе аналогичные конструкции также появились в 1830-х годах. В последующие годы эти железные печи превратились в специализированные кухонные приборы с дымоходными трубами, соединенными с дымоходом, отверстиями для духовки и установками для нагрева воды. Первоначально открытые отверстия, в которые подвешивали горшки, теперь были закрыты концентрическими железными кольцами, на которые ставили горшки. В зависимости от размера кастрюли или необходимой температуры можно было снять внутренние кольца.

• Традиционная глиняная печь из Сербии, в Этнографическом музее ( Белград , Сербия )

• Печь в стиле барокко в Neues Schloss Schleißheim (Германия)

• Печная плитка с олицетворением Америки из Южной Германии, гр. 1650-1700 гг., Керамическая и полихромная глазурь, в Немецком национальном музее ( Нюрнберг , Германия)

• Изразцовая печь (для обогрева) в столовой Екатерининского дворца ( Санкт-Петербург )

• Печь в стиле рококо в ванной комнате мадам дю Барри в Версальском дворце ( Версаль , Франция)

• Полностью неоклассической глазурованной керамической OFEN (печь), начале 19 века, в замке Wolfshagen ( Пригниц , Бранденбург, Германия)

• Неоклассическая печь, украшенная фестонами, в замке Зенфтенберг ( Зенфтенберг , Германия)

• Неоклассическая печь в замке Розегг ( Розегг , Австрия )

• Печь готического возрождения в Нюрнбергском музее транспорта ( Нюрнберг , Германия)

• Изразцовая печь эпохи Возрождения в замке Графенегг (Австрия)

• Изразцовая печь в стиле ренессанс в вилле Шусталова ( Копршивнице , Чехия )

• Нео-рококо застекленный керамическая плита в г. Львов ( Украина )

• Печная плитка в стиле модерн на российской выставке «Старый Петербург».

• Средняя часть печи в стиле модерн в городском доме среднего класса из Бухареста

Современные конструкции печей [ править ]

Поскольку обеспокоенность по поводу загрязнения воздуха , вырубки лесов и изменения климата усилилась, были предприняты новые усилия по улучшению конструкции печи. ^[4] Наибольшие успехи были достигнуты в инновациях в отношении печей, работающих на биомассе, таких как дровяные печи, используемые во многих из самых густонаселенных стран. Эти новые конструкции решают фундаментальную проблему, заключающуюся в том, что при пожарах, связанных с древесиной и другой биомассой, неэффективно расходуется большое количество топлива для производства относительно небольшого количества тепла, при этом выделяются пары, вызывающие значительные загрязнения помещений ^[5] и окружающей среды. Всемирная организация здравоохранения зафиксировала значительное число смертей , вызванных дымом от пожаров в домах. ^[6] Повышение эффективности означает, что пользователи печи могут тратить меньше времени на сбор дров или другого топлива, меньше страдают от эмфиземы и других заболеваний легких, распространенных в задымленных домах, при одновременном сокращении вырубки лесов и загрязнения воздуха.

Кукурузные и пеллетные печи и печи являются разновидностью печи на биотопливе . Очищенные сухие зерна кукурузы, также называемые кукурузными гранулами, выделяют столько же тепла, как и древесные гранулы, но выделяют больше золы. «Печи на кукурузных гранулах и печи на древесных гранулах выглядят одинаково снаружи. Поскольку они очень эффективны, им не нужен дымоход; вместо этого они могут выводиться на улицу с помощью четырехдюймовой (102 мм) трубы через внешнюю стену. и поэтому может располагаться в любой комнате дома ». ^[7]

Пеллетная печь - это тип печи , работающей на чистом сжигании, в которой используются небольшие гранулы биологического топлива, которые являются возобновляемыми и очень экологически чистыми. Отопление дома с помощью печи на гранулах - альтернатива, которая в настоящее время используется во всем мире и быстро растет в Европе. Гранулы изготавливаются из возобновляемого материала - обычно древесных опилок или обрезков. В Северной Америке более полумиллиона домов используют печи на гранулах для обогрева, и, вероятно, столько же в Европе. В печи для пеллет обычно используется подающий шнек для передачи пеллет из бункера для хранения в камеру сгорания. Воздух для горения обеспечивает электрический нагнетатель. Зажигание происходит автоматически с помощью потока воздуха, нагретого электрическим элементом. Скорость вращения подающего устройства и скорость вращения вентилятора можно изменять для регулирования тепловой мощности.

Другие эффективные печи основаны на восходящем потоке Top Lit (T-LUD) или на дровяной газовой или дымовой печи , принцип, примененный и ставший популярным доктором Томасом Ридом , в которых используются маленькие кусочки палочек, щепки или стружки, листья и т. Д. ., как топливо. КПД очень высок - до 50 процентов - по сравнению с традиционными печами, которые в среднем имеют КПД от 5 до 15 процентов.

Печи, работающие на спирте, таком как этанол, предлагают еще один современный вариант печи с экологически чистым горением. Печи, работающие на этаноле, стали популярными благодаря работе Project Gaia в Африке, Латинской Америке и Карибском бассейне.

Герметичные печи [ править ]

Герметичная печь - это дровяная печь, предназначенная для контролируемого сжигания твердого топлива, традиционно дров, с тем, чтобы обеспечить эффективное и контролируемое использование топлива, а также преимущества стабильных температур нагрева или приготовления. Они изготовлены из листового металла и состоят из барабанной камеры сгорания с открываемыми и закрываемыми отверстиями для потока воздуха и дымохода длиной в метр и более.

Чаще всего эти печи используют для обогрева зданий зимой. В печь кладут дрова или другое топливо, зажигают, а затем регулируют поток воздуха, чтобы контролировать горение. Поток всасываемого воздуха находится либо на уровне добавления топлива, либо ниже его. Выхлоп (дым) из печи обычно находится на несколько метров выше камеры сгорания.

Большинство современных воздухонепроницаемых печей имеют заслонку на выходе из печи, которую можно закрыть, чтобы заставить выхлоп через дожигатель в верхней части печи, нагретую камеру, в которой продолжается процесс горения. Некоторые воздухонепроницаемые печи имеют каталитический нейтрализатор , платиновую решетку, расположенную на выходе из печи, для сжигания оставшегося несгоревшего топлива, поскольку газы горят при гораздо более низкой температуре в присутствии платины. ^{[8] [9]}

При использовании герметичной печи сначала необходимо оставить заслонку и вентиляционные отверстия открытыми, пока не образуется слой углей. После этого заслонка закрывается и регулируется вентиляционное отверстие, чтобы замедлить горение древесины. Правильно загруженная и контролируемая герметичная печь будет безопасно гореть без дополнительного внимания в течение восьми часов или дольше.

Эти особенности обеспечивают более полное сгорание древесины и устранение загрязняющих продуктов сгорания. Также предусмотрено регулирование интенсивности огня путем ограничения потока воздуха, а также создание сильной тяги или вытягивания дымохода при пожаре. Это приводит к высокоэффективному использованию топлива.

Герметичные печи - это более сложный вариант традиционных дровяных печей.

Регулирование выбросов [ править ]

Многие страны принимают законы, регулирующие выбросы. Начиная с 2015 года, Правила Фазы III EPA для деревянных печей в Соединенных Штатах требуют, чтобы все производимые дровяные печи ограничивали выброс твердых частиц до 4,5 граммов в час для печей с дожигателями или 2,5 граммов в час для плит с каталитическими преобразователями. ^{[ необходима цитата ]}

Температура горения в современных печах может увеличиваться до точки, при которой происходит вторичное и полное сгорание топлива. Правильно подогретый каменный обогреватель практически не содержит твердых частиц в выхлопе и не способствует накоплению креозота.в дымоходе отопителя или дымоходе. Некоторые печи достигают всего от 1 до 4 граммов в час. Это примерно на 10% больше дыма, чем в старых печах, и почти нулевой видимый дым из трубы. Это в основном достигается за счет сгорания максимального количества материала, что приводит к чистому КПД от 60 до 70% по сравнению с менее чем 30% для открытого камина. Чистая эффективность определяется как количество тепловой энергии, переданной в комнату, по сравнению с количеством, содержащимся в древесине, за вычетом любого количества центрального отопления, которое должно работать, чтобы компенсировать проблемы с воздушным потоком.

Исследования и разработки печей [ править ]

Поиск более безопасных и чистых печей остается для многих важной, хотя и малопрофильной областью современных технологий. ^[10] Кухонные плиты, широко используемые во всем мире, особенно в странах третьего мира, считаются опасными для возгорания и даже хуже: по данным Всемирной организации здравоохранения , полтора миллиона человек умирают каждый год от вдыхания дыма в помещении, вызванного неисправными плитами. ^[6] С 1999 года исследовательский центр Апровечо ^[10] (Орегон, США) ежегодно принимает инженеров «Каменный лагерь» с целью разработки дешевой, эффективной и полезной для здоровья плиты для использования во всем мире. ^[11] Другие инженерные общества (см. Envirofit International, Колорадо, США) и филантропические группы (см. Фонд Билла и Мелинды Гейтс , Калифорния) продолжают исследования и продвигать улучшенные конструкции кухонных плит. ^[10] Исследования и разработки усовершенствованных отопительных печей продолжаются и были продемонстрированы на выставке Wood Stove Decathlon 2013 в Вашингтоне, округ Колумбия ^[12]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Харрис, Хауэлл Дж. «Изобретая печную промышленность США, c. 1815–1875: Изготовление и продажа первого универсального потребительского товара длительного пользования », Business History Review, 82 (зима 2008 г.), 701–33
• Харрис, Хауэлл, «Противодействие конкуренции: сотрудничество и сговор в печной промышленности США», c. 1870–1930, Business History Review, 86 (зима 2012 г.), 657–692.
• Рот К., «Микрогазификация: приготовление пищи с использованием газа из биомассы» ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} 1-е издание, выпущено в январе 2011 г. Опубликовано GIZ HERA - Базовая энергетическая служба, ориентированная на бедность

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме плиты .

Поищите плиту в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Woodheat.org информация о дровяных печах
• Томас «Электричество» Ахерн, канадец Томас Эдисон
• Ранние китайские печи
• Ранние японские печи
• Приборы Energy Star