Дополнительным преимуществом этих печей является то, что они не являются источником такой опасности, так как размер ребер соразмерен размеру топки, поэтому при обычном использовании они не могут стать чрезмерно горячими, и это особенно желательно там, где могут оказаться дети или платья дам и т. д.
Эти печи можно приобрести у любого торговца скобяными изделиями или производителя печей. Хорошей моделью является печь производства London Warming and Ventilating Co., 14 Грейт-Уинчестер-стрит, Лондон, называемая печью «Герни» (рис. 42). Она имеет круглую или цилиндрическую форму с куполообразным верхом, а ребра, которые расположены перпендикулярно, проходят вокруг печи. Новой особенностью этой печи является то, что она снабжена водяным поддоном или желобом, проходящим вокруг основания ребер; когда этот поддон заполнен, нижние концы ребер погружаются в воду, и тепло, которое проводится туда, заставляет воду медленно испаряться. Преимущество испарителя заключается в следующем: перед нагреванием обычной печью свежий воздух содержит определенное и надлежащее количество влаги, но по мере его нагревания такой печью температура повышается без пропорционального увеличения влажности, и это может сделать его неприятно сухим, особенно для тех, кто страдает астмой или любым бронхиальным заболеванием. Обратное происходит, когда воздух нагревается естественным путем (кроме случаев, когда ветер восточный); надлежащая доля влажности увеличивается по мере повышения температуры; например, атмосфера при 80° F содержала бы примерно в четыре раза больше влаги, чем при 32° F. Принцип печи «Герни» таков, что естественная степень влажности всегда поддерживается в нагретом воздухе. Большая часть современных печей закрытого горения и печей имеют ребра, примененные в той или иной форме.
Можно упомянуть, что 13 печей «Герни» эффективно справились с задачей «Как отопить собор Святого Павла».
42. Печь «Герни». 43. Печь с извилистыми каналами.
Еще одна хорошая модель — «Печь с извилистыми каналами Константина» (J. Constantine and Son, 23 Оксфорд-стрит, Манчестер), рис. 43. Вместо сплошных ребер имеется серия перпендикулярных извилин, которые удваивают площадь нагрева, и заявление производителей о большей эффективности, несомненно, верно. Эту печь, однако, следует классифицировать как печь горячего воздуха, так как она не производится в малых размерах для прямого нагрева; но для обогрева больших зданий, церквей и т. д., для отопления сушильных комнат прачечных, турецких бань и т. д. ее следует настоятельно рекомендовать.
Немецкий принцип, который можно было бы с выгодой принять в большей степени в Англии, заключается в строительстве конструкции из огнеупорного кирпича с топкой в основании и дымоходом, извивающимся из стороны в сторону 3 или 4 раза и заканчивающимся наверху обычным кирпичным дымоходом; эта конструкция выступает в помещение и покрыта фарфоровыми изделиями, а внешний вид часто демонстрирует большой вкус и мастерство, так как понятно, что конструкция не является строго квадратной, а часто очень красива с архитектурной точки зрения. Хороший эффект заключается в том, что после 3 или 4 часов топки масса кирпичной кладки полностью прогревается, и огню позволяют погаснуть; сообщение с дымоходом перекрывается с помощью заслонки, и тогда можно быть полностью уверенным, что печь будет отдавать обилие тепла в течение оставшейся части дня, так как кирпичной кладке требуются часы, чтобы стать умеренно прохладной, и все тепло, которое она содержит, должно рассеиваться в помещении. Будет замечено, что при такой расстановке теряется минимум тепла, и результат очень удовлетворительный с экономической точки зрения; но она не имеет веселого вида наших открытых каминов, и требуется эффективная вентиляция. Этот план, однако, может быть удовлетворительно принят для холлов или холодных помещений; в первых он имеет дополнительное преимущество в большинстве случаев обогрева лестниц и площадок в верхней части дома за счет подъема нагретого воздуха. Печи из огнеупорного кирпича производятся компанией Doulton & Co., Ламбет, Лондон, и отделаны их майоликой и изделиями Doulton; излишне добавлять, что эти изделия придают печам очень красивый вид.
Печь горячего воздуха. — Печь закрытого горения — это, по сути, печь горячего воздуха, но она ограничена нагревом воздуха в комнате. Другие печи горячего воздуха предназначены для получения притока свежего воздуха и его нагрева перед подачей в комнату. Нагретый воздух от камина доступен для помещения лишь в объеме около 12 процентов от общего количества произведенного тепла; все остальное уходит в дымоход. Печь закрытого горения, напротив, использует 85–90 процентов произведенного тепла и теряет через дымовую трубу лишь столько, сколько экономит открытый камин — 10–15 процентов. И в этом заключается поразительная разница между относительной полезностью для здоровья атмосферы, нагретой печью закрытого горения, и открытым камином. Количество воздуха, которое ежечасно проходит через печь закрытого горения, нагретую сильным огнем, в среднем равно лишь примерно 1/10 объема обогреваемой комнаты, и, следовательно, такой печи требуется, если ей не помогать, 10 часов, чтобы произвести смену атмосферы в каждой такой комнате. Таким образом, застаиваясь и нагреваясь, воздух наполняется примесями дыхания и кожных выделений.
Влага также является важным фактором. Атмосфера, будь то в помещении или снаружи, может содержать только определенную долю влаги на каждый кубический фут, и не более, в зависимости от температуры. При 80° F она способна содержать в 5 раз больше, чем при 32° F. Следовательно, атмосфера при 32° F с необходимым запасом влаги, введенная в замкнутое пространство и нагретая до 80° F, настолько увеличивает свою способность к поглощению влаги, что сушит и иссушает все, с чем соприкасается; мебель трескается и коробится, швы расходятся в лепнине, обшивке стен и дверях; растения погибают; офтальмия, насморк и бронхит являются обычными семейными жалобами, и чахотка не является редкостью. Но это состояние воздуха в доме не является особенностью печного тепла. Это в равной степени верно для любой перегретой и замкнутой атмосферы. Главное отличие заключается в том, что нагрев воздуха с помощью печи закрытого горения осуществляется быстрее и поддерживается легче, чем любыми другими средствами. Иногда из-за подгорания пыли, плавающей в атмосфере, выделяется неприятный запах, который ошибочно принимают за особый признак нечистоты, вызванный горением воздуха. Это признак чрезмерного нагрева печи. Но нельзя сказать, что воздух горит в каком-либо истинном смысле этого слова, ибо он продолжает обладать своей должной долей элементарных составляющих. Такова печь закрытого горения и ее опасности при самых неблагоприятных обстоятельствах.
Основами для здорового печного тепла являются футерованная кирпичом топка, вентиляционный или вытяжной дымоход для отработанного воздуха, средства для подачи влаги и обеспечение притока свежего воздуха. Кирпичная футеровка необходима для двойной цели: предотвращения перегрева и удержания тепла в печи. Для подачи влаги средства просты и легко контролируемы, но часто неадекватны. Эффективная шахта для отработанного воздуха может быть установлена даже к самой простой печи закрытого горения путем простого заключения дымовой трубы в кожух — то есть в трубу на 2 или 3 дюйма большего диаметра. Ее следует закрепить вокруг дымовой трубы и оставить открытой на конце рядом с печью. При входе в дымоход или при прохождении через крышу вагона, в зависимости от обстоятельств, перфорированный воротник должен отделять ее от дымовой трубы. Для печей с короткой горизонтальной дымовой трубой, проходящей через противопожарную панель, последнюю всегда следует приподнимать примерно на 3 дюйма от пола. Дымовая труба, заключенная таким образом в кожух, или противопожарная панель, приподнятая снизу, обеспечивают достаточное пространство для выхода отработанного воздуха.
Печи горячего воздуха — это просто закрытые печи, расположенные вне обогреваемых помещений, обычно в подвалах или цокольных этажах зданий, в которых они используются. Способ обогрева практически такой же, как при непрямом паровом отоплении — путем прохождения воздуха над поверхностью нагретой печи или труб с паровым отоплением, в зависимости от обстоятельств, через дымоходы или трубы, снабженные регистрами. Самым важным условием удовлетворительного обогрева печью горячего воздуха является хорошая тяга в дымоходе, которая всегда должна быть сильнее, чем в трубах горячего воздуха, через которые нагретый воздух подается в комнаты, и это можно измерить силой, с которой он проходит через регистры. Тяга в дымоходе, отрегулированная таким образом, эффективно удаляет все испарения; ибо если тяга в дымоходе превышает тягу в трубах горячего воздуха, все газообразные испарения изнутри печи, а если в ней есть щели, или она из чугуна и перегрета, то и все вокруг нее снаружи, будут втянуты в дымоход. Тесно связанным с этим требованием к тяге в дымоходе является регулирующее устройство для управления горением топлива — тяга печи. Все это должно быть под решеткой; в дымовой трубе или дымоходе не должно быть заслонок, а все соединения под решеткой и вокруг нее должны быть герметичными. Топка должна быть выложена кирпичом и находиться полностью внутри поверхности, но отдельно от нее, чтобы свежий воздух, который нужно нагреть, не мог соприкасаться с топливной камерой.
Отличный план для экономии значительной части отработанного тепла от кухонной плиты — иметь (до установки плиты или после, в некоторых случаях) короб или камеру из листового железа, сделанную так, чтобы она помещалась за дымоходами духовки или там, где ощущается наиболее интенсивный жар. Этот короб, который мы можем назвать воздушной камерой, должен быть соединен с наружным воздухом, а труба для теплого воздуха должна быть проведена от верха короба туда, где требуется тепло; жар от плиты нагревает воздух в коробе, и он поднимается точно так же и по тому же принципу, что и печь горячего воздуха, но необходимо проявлять большую осторожность, чтобы убедиться, что этот короб и все соединения герметичны, иначе этот план окажется необычайно быстрым средством показать, что готовится на обед.
Американцы применяют так называемый «барабанный» принцип отопления с помощью печи; они не только заключают печь в воздушную камеру, но и дымовая труба окружена большей трубой, охватывающей ее на всем протяжении; пространство между дымовой трубой и внешней трубой, таким образом, является воздушной камерой и имеет свободное соединение с воздушной камерой печи, но, конечно, закрыто сверху; из камеры, окружающей дымовую трубу, ответвляются трубы к помещениям, заканчивающиеся перфорированными цилиндрическими «барабанами», из которых испускается нагретый воздух.
Само собой разумеется, что воздух, который проходит из печей в жилые комнаты, всегда должен браться снаружи и подаваться по совершенно чистым герметичным шахтам к основанию печи и вокруг него. Желательно, чтобы входное отверстие шахты, или короб для холодного воздуха, было проведено вниз и изогнуто на уровне (своей верхней поверхности) с дном и полной шириной печи. Примененный таким образом воздух равномерно распределяется для нагрева и подъема через трубы горячего воздуха в обогреваемые помещения. Снаружи шахту холодного воздуха следует поднять на несколько футов от поверхности земли, а ее отверстие защитить от пыли воздушным фильтром. Простой, но эффективный способ — закрыть отверстие проволочной сеткой, а поверх нее положить кусок рыхлой хлопковой ваты. Его можно удерживать на месте грузом, сделанным из нескольких перекрестий толстой проволоки, и его следует менять каждые несколько месяцев. И здесь же, снаружи дома, следует разместить диафрагму для регулирования количества притока холодного воздуха, а не в подвале, как это обычно делается.
В качестве лучшего средства регулирования температуры и чистоты атмосферы от печей горячего воздуха необходимо предусмотреть достаточно большие каналы как для притока свежего воздуха, так и для его распределения через трубы горячего воздуха. Площадь самой маленькой части впускного отверстия (или отверстий, так как иногда лучше иметь более одного) должна составлять около 1/6 кв. фута на каждый фунт угля, который, по оценкам, сжигается ежечасно в холодную погоду; и чтобы в некоторой мере предотвратить неудобство, когда одна труба горячего воздуха тянет из другой, общая площадь труб горячего воздуха не должна быть более чем на 1/6 больше площади впускного отверстия холодного воздуха. Эти пропорции позволят подавать горячий воздух при температуре около 120° F, когда снаружи ноль, а скорость через регистр не будет превышать 5 футов в секунду.
Большая площадь нагрева печи является общепризнанным условием как экономичности, так и эффективности. Как правило, должно быть 10 кв. футов площади нагрева на каждый фунт угля, потребляемого в час при активном горении; а площадь решетки должна составлять около 1/50 площади нагрева. Для компенсации недостатка тепла или отказа некоторых труб горячего воздуха в печах горячего воздуха при определенных ветрах и погоде в больших домах или специально подверженных воздействию комнатах лучшим дополнением является камин с открытым огнем. При таком обеспечении в северных комнатах, используемых время от времени, печи горячего воздуха могут создавать все преимущества парового отопления даже в самых больших жилых домах.
44. Печь теплого воздуха Бойля.
Система обогрева свежего воздуха Бойля подходит там, где нет труб горячего воздуха, воды или пара. Устройство (рис. 44) состоит из медной или железной трубы (a) диаметром около 1,5 дюйма, помещенной во входную трубку (b), предпочтительно в форме кронштейна. Эта труба не вертикальна, как в так называемых шахтах Тобина, а зигзагообразной формы, пересекающая трубку сверху донизу, что заставляет входящий воздух неоднократно ударяться при прохождении через трубку. В нижней части трубки закреплена герметичная камера, насколько это касается внутренней части трубки, в которой помещена газовая горелка Бунзена (c), пламя которой направлено вверх в один из нижних концов трубы, верхняя часть которой находится на расстоянии около 5 футов 9 дюймов от пола. Другой нижний конец трубы либо погружается в конденсационную коробку (d) в нижней части трубки, либо продолжается в существующий дымоход или вытяжную шахту. Если труба заканчивается коробкой, пар конденсируется там и выводится через внешнюю стену с помощью небольшой трубки. На дне коробки помещен рыхлый древесный уголь, который требует периодического обновления. Этот уголь поглощает любые продукты сгорания, которые имеют тенденцию подниматься. Таким образом, тепло проходит через всю длину трубы и нагревает воздух по мере его прохождения через трубку в комнату или холл, как требуется.
Отопление газом сейчас приобретает популярность и при благоприятных обстоятельствах рекомендуется. Принято два общих метода; во-первых, газовые камины, которые представляют собой асбест или металл, раскаляемые газовым пламенем; они изготавливаются либо переносными, либо путем установки специально изготовленной горелки в существующий камин и заполнения решетки асбестом Lumb (который изготовлен для этой цели и при нагревании имеет вид светящихся углей); и во-вторых, газовые печи, действующие по принципу, аналогичному угольной печи горячего воздуха. Первые сейчас производятся в большом разнообразии; они в основном имеют форму декоративной железной рамы, в центре которой установлена огнеупорная кирпичная кладка, густо заделанная спереди асбестовым волокном; горелка под ней находится непосредственно под передней частью огнеупорного кирпича, и когда газ зажигается, асбест сразу становится раскаленным, придавая ему веселый и похожий на огонь вид, а огнеупорный кирпич за несколько минут сильно нагревается, излучая тепло в комнату. Такое описание печи, а также горелку для существующих каминов можно приобрести у любого торговца скобяными изделиями или газового мастера.
Почти во всех газовых каминах и печах газ сжигается с примесью воздуха (атмосферный газ, 1 часть газа и 2 части воздуха) с помощью атмосферной горелки; это не только источник экономии, но атмосферный газ имеет огромное преимущество в том, что он бездымный; если бы не это, газовый камин был бы невозможен; однако следует помнить, что, хотя этот газ и бездымный, он выделяет продукты сгорания (угольную кислоту, водяной пар и т. д.), которые должны отводиться через дымоход или другими средствами. Переносные печи всегда снабжены патрубком для присоединения дымовой трубы. До сих пор существует сомнение, что экономичнее — уголь или газ: мы не можем сделать ничего лучше, чем процитировать слова известного производителя газовых печей, Чарльза Уилсона из Лидса. Говоря об отоплении газом, он отмечает: «Это не дешевле угля, если брать топливо за топливо и использовать постоянно, если только, как в случае с офисами, где приходится нанимать рабочую силу для розжига огня, чистки каминов и т. д.; но это дешевле угля, если использовать время от времени, как в случае со спальнями или гостиными, используемыми посетителями, или комнатами, используемыми детьми для музыки и т. д.; для спален он особенно приспособлен для использования в течение часа или двух ночью или утром, или для обеспечения неизменного тепла всю ночь. Он предпочтительнее в плане чистоты и является истинным решением проблемы борьбы с дымом» (вероятно, производитель угольных печей высказался бы в пользу каминов).
При покупке газовых каминов следует убедиться, что они имеют бесшумные горелки, так как некоторые издают неприятный шипящий звук при использовании.
45. Печь «Калориген».
Газовая печь горячего воздуха «Калориген», рис. 45 (Farwig & Co., 36 Куин-стрит, Чипсайд, Лондон), состоит из внешнего кожуха из листового железа с горелкой в основании внутри и надлежащим приспособлением для выхода продуктов сгорания. Внутри печи закреплен змеевик из трубы из листового железа хорошего размера; нижний конец змеевика соединен с наружным воздухом, а верхний конец открывается в помещение, тем самым создавая свободный приток свежего воздуха при любой желаемой температуре, от 60° до 200° F или выше по желанию. Главное преимущество газовой печи — мгновенное зажигание и выключение, а также отсутствие необходимости в уходе.