Керамика для печи теплоемкость: Теплонакопительные свойства каминов — сравнение свойств материалов облицовок

Теплонакопительные свойства каминов — сравнение свойств материалов облицовок

Магазин
» Теплонакопительные свойства каминов

Рассматриваем основные материалы, используемые при изготовлении облицовок печей-каминов и сравниваем их теплофизические свойства: плотность, теплопроводность, удельную и объемную теплоемкость. Для наглядности берем как материалы топочных камер отопительных приборов: чугун, железо, шамотный кирпич, глиняный кирпич на цементно песчаном растворе, так и непосредственно наиболее распространенные отделочные облицовочные материалы: талькохлорит (талькомагнезит), мрамор, гранит, доломит, известняк, ракушечник, песчаник, пенобетон, керамика, дерево, бетон на песке (искусственный камень). Теплопроводность (Вт/м°C) горных пород и строительных материалов показывает способность материи проводить энергию от более нагретой части к менее нагретой. Для камина — чем выше показатель, тем лучше — быстрее нагревание и теплообмен. В таблице наибольший коэффициент у талькохлорита (талькомагнезита) 5,8 Вт/м°C, гранита 3,4 Вт/м°C и мрамора 2,9 Вт/м°C. Наименьший показатель у пенобетона 0,2 Вт/м°C (у дерева еще ниже 0,15 Вт/м°C, но это элемент декора) — серьезно рассматривать его как облицовочный материал не стоит. К сожалению, некоторые производители для удешевления стали использовать пенобетонные блоки внутри самой облицовки, для придания ей устойчивости и увеличения веса конструкции. В итоге такие облицовки из «натурального камня» (например, песчаника или мрамора) выполняют по большому счету только декоративные фунции — пенобетон задерживает тепло не отдавая его песчанику и мрамору, перераспределяя тепловые потоки в лучшем случае в отапливаемое помещение, а значительную часть просто в трубу. Также стоит отметить низкую теплопроводность шамотного кирпича 0,85 Вт/м°C, который зачастую используется как футеровочный материал топочной камеры — это удешевляет изделие и делает его более долговечным. Однако, шамот серьезно уменьшает теплообмен (для сравнения теплопроводность железа 75 Вт/м°C — почти в 100 раз выше), нераспределенное тепло при этом идет по наименьшему сопротивлению — через стекло на обогрев дома (что тоже хорошо, но с небольшим нюансом — а зачем нам тогда камин) или просто в трубу (это плохо). В современных моделях для футеровки печей-каминов производители используют разновидности керамики с повышенной теплопроводностью или традиционный вариант — чугунные внутренние стенки (теплопроводность чугуна 52 Вт/м°C).

Печи и камины с керамической облицовкой | Печи и камины

Отопительные приборы с керамической облицовкой — кафельные и изразцовые печи и камины — обладают массой достоинств. Подсчитано, что облицовка отопительного прибора изразцами или кафелем способна повысить его теплоемкость на 10%. Печи, облицованные керамикой, отдают тепло медленно, всей своей поверхностью и не обжигают. В результате помещение прогревается равномерно, и находиться в нем очень комфортно.

Почему в наш век высоких технологий интерес потребителей к печам и каминам с керамической облицовкой не просто не падает, а продолжает возрастать? В чем причина того, что один из древнейших способов обогрева по-прежнему актуален и совершенствуется, предоставляя пользователям все новые возможности? Ответ довольно прост: кафельным (изразцовым) моделям присуще удивительное сочетание внешней декоративности с исключительной практичностью и эффективностью теплоотдачи. Можно сказать, что они согревают не только тело, но и душу, поскольку придают интерьеру неповторимый уют и очарование. Но нужно помнить: из-за своей яркости, выразительности подобные объекты доминируют в помещении и задают тон всей обстановке.

Дровяные печи и камины с керамической облицовкой — это независимые источники тепла, и перебои в подаче электроэнергии или магистрального газа на их работе никак не скажутся. К другим достоинствам подобных отопительных агрегатов относятся основательность, долговечность, высокая теплоемкость и продолжительная, мягкая теплоотдача всей поверхности изделия, экологичность и гигиеничность. Благодаря сочетанию столь полезных качеств теплогенераторы данного типа являются хорошим вложением средств.

Восторги Марка Твена

• © CERAMICHE PUGI

• © epr/VKI/Kaufmann

• © ROSBRI

• © Tulikivi

• © CERAMICHE PUGI

Замечательное описание немецкой кафельной печи, датируемое 1881 годом, содержится в одном из эссе Марка Твена, вошедшем в сборник «Европа и другие места». В нем великий писатель и заядлый путешественник сравнивает немецкий метод отопления с распространенным в то время в США способом обогрева: «Небольшая дверца печки выглядит странно из-за пропорций к остальной части сооружения, но оказывается, что дверца как раз правильная, поскольку в большом объеме топлива вовсе нет необходимости. Используется компактное топливо, и даже его на удивление мало. Дверца открывает маленькую топку, которая вмещает топлива не больше, чем мог бы удержать в руках ребенок. Процесс растопки быстр и прост. Холодным утром… слуга приносит небольшую корзинку (по-другому говоря, охапку) сосновых дров, кладет половину их в печь, поджигает спичкой и закрывает дверцу. Они горят десять-двенадцать минут. Затем он подкладывает остальные дрова, запирает дверь и вынимает ключ. Дело сделано. Он больше не придет до следующего утра. Весь день и даже после полуночи во всех частях комнаты будет восхитительно тепло и удобно, не будет никакой головной боли и чувства стесненности или угнетения… Находиться рядом с печью нет никакой нужды. Ее поверхность не обжигает, вы можете прикоснуться к ней рукой в любом месте и не обжечься».

Нельзя не согласиться с этим описанием, воспевающим практичность и эффективность теплоемких кладочных печей. Их подобия имелись (и имеются по сей день) во всех европейских странах с суровым климатом. Особое место среди таких устройств занимают модели с керамической облицовкой.

На протяжении столетий в Австрии, Германии, Швеции, России, Финляндии и других странах Европы кафельные и изразцовые печи обогревали жилища людей самого разного социального статуса (от роскошных королевских дворцов и царских покоев до скромных крестьянских построек). В апартаментах знати агрегаты с керамической облицовкой выглядели помпезно и изысканно, становясь главным украшением комнат. В домах простолюдинов они имели минимум декора, однако при этом отличались особой функциональностью, удобством в эксплуатации. Неотъемлемыми атрибутами печек в крестьянских домах являлись теплые лежаки и топчаны, а также специальные углубления, встроенные вешалки, перекладины и прочие приспособления для сушки полотенец, одежды, шапок и рукавиц.

Со временем конструкция печей с керамической облицовкой становилась более совершенной. В наши дни этот процесс продолжается: идея повышения теплоэффективности вдохновляет производителей на создание все новых моделей печей и каминов. У некоторых кафельных образцов степень полноты сгорания (или, КПД) достигает 90%! Это означает, что практически вся энергия, генерируемая в процессе горения, расходуется на обогрев.

Особенности национального отопления

В немецкоязычных странах дровяные печи, покрытые керамической плиткой, выделяются в особый класс отопительных устройств и имеют название kachelofen. Помимо кафельной облицовки у них есть и другой общий элемент — теплонакопитель с многократно изогнутым дымовым каналом, выложенным кирпичом (реже камнем). Его назначение — удлинить путь горячих газов и воспринять максимум содержащегося в них тепла. Проходя по извилистой траектории, дым прогревает всю печку от внутренних стенок теплонакопителя до поверхности наружной облицовки. В результате она начинает медленно отдавать аккумулированное тепло в помещение. Высокая температура в топке (порой 1000 °С и выше), а также наличие встроенной системы вторичного дожига обеспечивают полное сгорание дров и промежуточных продуктов горения, делая работу прибора более эффективной и максимально безопасной. Несмотря на это, поверхность изделия не обжигает. Недаром старинные печки австрийского образца оборудовались деревянными лежаками, которые непосредственно примыкали к их корпусу и оставались совершенно невредимыми. Активно используют древесину для отделки своих моделей и современные печники из разных стран.

Печные традиции Финляндии тесно связаны с применением натурального камня. Один из самых любимых минералов местных жителей — талькомагнезит. Он отличается беспримерной теплоемкостью и огнестойкостью, поэтому отлично подходит для изготовления топочных частей и прочих корпусных деталей печей и каминов. Как правило, изделия собирают из сравнительно крупных модульных элементов. Подобные каменные печи имеют двухконтурную конструкцию, их нередко изготавливают вообще без облицовки (с ее функцией справляется лицевая поверхность наружного слоя каменной кладки). Тем не менее модели с керамической отделкой тоже достаточно востребованы.

Шведские кафельные печи, или kakelugn, как их исконно называют, — это изящные, стройные сооружения, традиционно круглые в плане и вытянутые по вертикали. Их выкладывают из кирпича, облицовывают гладкими изразцами изогнутой, радиальной формы и часто увенчивают рядом фигурных изразцов, напоминающих зубцы королевской короны. Конструктивной особенностью таких моделей является наличие встроенного каменного отбойника, задерживающего горячий дым внутри печи и улучшающего ее теплонакопительные свойства.

Керамика плюс конвекция

Как известно, традиционные теплоаккумулирующие печи в холодном помещении должны сначала прогреться сами, прежде чем начать отдавать тепло. Современные производители предложили покупателям несколько иной вариант конструкций — каминные печи с готовыми, произведенными на заводе топками и керамической облицовкой, выполненной вручную. В отличие от описанных выше моделей, являющихся накопительными, эти агрегаты принадлежат к устройствам калориферного типа. Благодаря наличию конвективных каналов внутри корпуса и отверстий в верхней части отделки они способны быстро прогреть помещение: некоторым на это требуется всего около 15 мин. Облицовка повышает аккумулирующую способность изделий и помогает продлить теплоотдачу. Изразцы в данном случае крепятся с помощью металлической проволочно-стержневой системы, без применения раствора.

«Печь с лежанкой изразцовой»

• © Castelmonte

• © UUNISEPAT OY

• © Schmid/Zehendner

• © Schmid/Zehendner

Эта строка из сказки А. С. Пушкина говорит о том, что и в нашей стране расписная облицовочная керамика с давних пор используется в печном производстве. Ее фрагменты обнаружены учеными уже в каменных постройках Киевской Руси X–XI столетий. Впоследствии жизнерадостное искусство изразца, как и многие другие национальные ремесла, замерло на три долгих века монголо-татарского ига. Ну а временем настоящего расцвета изразцового мастерства считаются XVI–XVII столетия.

Поначалу печной глиняный декор изготавливался без применения глазурей и был просто терракотовым. Украшением служили рельефные изображения с удивительно подробной проработкой деталей. Поверхность очага, выложенную такими изразцами, белили — из соображений эстетики и гигиены. Но, поскольку слой побелки становился толще, мелкие элементы рисунка постепенно сглаживались и наконец исчезали совсем.

Изразцы со стекловидным полупрозрачным покрытием (глазурь, или полива), появившиеся позже, были лишены этого недостатка и быстро вытеснили терракотовую облицовку. Сначала поливы имели только зеленые оттенки — из-за наличия лишь одного вида красителей (на основе меди). Покрытые ими изразцы называли муравлеными. Затем, когда стали доступны и минеральные пигменты других цветов (желтого, синего, белого, коричневого), изразцы сделались более яркими, нарядными и получили название ценинных (из-за более высокой цены).

В петровские времена русская печная облицовка подверглась сильному североевропейскому, в частности голландскому, влиянию. Она утратила рельеф (стала гладкой) и сменила свою богатую палитру на строгую бело-сине-голубую. Лучшие работы русских гончаров той эпохи хранятся в музеях, вдохновляя мастеров XXI века на создание собственных шедевров.

В наши дни в России этот вид искусства переживает очередной всплеск. Ныне действуют как довольно крупные промышленные предприятия по производству широкого ассортимента изделий из керамики, так и маленькие мастерские, специализирующиеся исключительно на изготовлении облицовки для печей и каминов. Иногда те же небольшие артели предлагают своим клиентам и услуги по кладке самих отопительных приборов.

Изразцовые и кафельные печи и камины, создаваемые современными мастерами, могут быть самыми разными. Поэтому заказчики, ориентированные на данный вид продукции, без труда сумеют выбрать тот тип отопительного прибора, который будет оптимально подходить для конкретного помещения, и тот вариант облицовки, который гармонично впишется в интерьер и по-настоящему его украсит.

Текст: Елена Кулыгина

Справочник по диапазонам температур печи для гончарных изделий

Вы беспокоитесь о достижении идеального цвета гончарных изделий во время обжига или пытаетесь добиться желаемых результатов?

Обжиг является наиболее важным этапом процесса изготовления керамики, и хотя он требует гораздо меньше творческой энергии, чем предыдущие этапы, он, безусловно, требует уровня ноу-хау, который обычно не является врожденным.

Все глины и глазури предназначены для созревания при определенных температурах, и любое отклонение может привести к неудовлетворительным результатам в отношении прочности или цвета керамики. При слишком сильном обжиге глина может деформироваться или даже расплавиться, что может привести к вытеканию глазури; если обжечь слишком низко, ваши изделия будут сухими, шероховатыми и потенциально незатвердевшими.

Чтобы помочь вам достичь наилучших результатов в вашей печи, мы составили это руководство, в котором описаны температуры обжига каждой глиняной массы и тип глазури. Ниже приведены наши предложения, классифицированные по температуре, от самой низкой до самой высокой, а также наиболее важные детали, которые вам необходимо знать при обжиге каждого керамического материала и глазури.

Низкий огонь

Исторически низкий огонь был наиболее часто используемым диапазоном обжига из-за ограничений технологии печи. Хотя в настоящее время в печах можно проводить гораздо более сложные высокотемпературные процессы, низкотемпературный диапазон по-прежнему популярен из-за того, что он позволяет художникам-керамистам использовать различные красители, которые либо выгорают, либо становятся нестабильными при более высоких температурах. Вот важные детали, которые следует учитывать при работе с низкотемпературными материалами и глазурью:

Глиняная посуда, тип

Наиболее распространенная низкотемпературная глиняная посуда — это глиняная посуда, которая очень пластична (легко обрабатывается) и, как правило, не дает чрезмерной усадки, деформации или провисания. Терракота – один из самых популярных видов глиняной посуды.

Температурный диапазон

Фаянсовая посуда содержит железо и другие минералы, благодаря которым достигается оптимальная твердость при температуре от 1745 ℉ (950 ℃) до 2012 ℉ (1100 ℃). Средняя температура обжига, при которой низкотемпературные материалы достигают зрелости, составляет 1940 ℉ (1060 ℃).

Диапазон конусов

В то время как конус 04 является средним при обжиге фаянса, материалы с низкой обжиговой способностью могут обжигаться от конуса 015 до конуса 1.

Цвет печи

Желто-оранжевый

Результаты обжига

более мягкий, чем другие глиняные тела, он редко становится полностью стекловидным, что означает, что он будет пористым, поглощающим жидкости и менее прочным. Также будет виден отдельный слой глазури. Цвет низкообжиговых глин после выхода из печи во многом зависит от содержания в глине минеральных примесей, но после обжига они могут стать коричневыми, красными, оранжевыми, охристыми, средне-серыми или белыми.

Глазури для слабого обжига

Цвета глазури для слабого обжига более разнообразны и ярче, чем глазури для среднего или сильного обжига, но они могут казаться довольно резкими и сырыми. Глазури с очень низким обжигом, такие как глянцевые глазури (металлики, радужные) и надглазурные эмали, обжигаются даже ниже, чем их глиняные тела, часто наносятся после обжига глазури при более высокой температуре и лучше всего подходят для обжига между конусом 018 и конусом 016. В этом диапазоне также встречается обожженный низкотемпературный глиняный бисквит для обжига опилок.

Наилучшие результаты для большинства низкотемпературных красных и оранжевых глазурей достигаются при конусе 07 или ниже, а многие низкотемпературные коммерческие глазури будут наиболее успешными между конусом 06 и конусом 04.

Опции печи

Большинство производителей печей не t производить печи, работающие исключительно на малом огне, а вместо этого производить печи среднего или сильного пламени, которые, конечно, могут выдерживать более низкие температуры.

Пожалуйста, продолжайте читать ниже, чтобы узнать, какие у вас есть варианты с ними!

Средняя дальность

С ростом доступности электрических печей среди гончаров возросла популярность обжига на средней дальности, особенно в связи с тем, что художники стали больше заботиться об использовании энергии и топлива. Большинство электрических печей могут комфортно достигать этого диапазона без значительного сокращения срока службы их элементов или их элементов.

Ниже приведены некоторые сведения о глиняных телах, рекомендуемых температурах и глазури, предназначенных для обжига на средней дистанции:

Тип глиняного тела

Обычно глина среднего качества представляет собой керамогранит, пластичную глину, которая во влажном состоянии часто имеет серый цвет. Получив свое название из-за плотной, похожей на камень природы глиняного тела при обжиге, керамогранит обычно комбинируют с другими глинами для его модификации, например, с шариками глины, которые могут быть добавлены для пластичности. Важно отметить, что керамогранит делится на два типа — средний и сильный — и в этом разделе руководства речь пойдет конкретно о керамограните среднего пламени.

Диапазон температур

Для материала среднего качества печь должна работать при температуре от 2124℉ до 2264℉ (1162-1240℃). Это наиболее распространенный температурный диапазон для промышленной керамики.

Диапазон конусов

Керамическая посуда среднего обжига должна обжигаться между конусами 2 и 7.

Цвет печи

Преимущественно желтый с оттенком оранжевого.

Результаты обжига

Как и низкотемпературные массы, керамогранит средней твердости является относительно мягким и пористым и после обжига имеет отчетливо отделяющийся слой глазури. Однако стрельба на средние дистанции также приводит к увеличению долговечности изделия. При обжиге керамогранит имеет цвет от светло-серого до желтовато-коричневого, до средне-серого и коричневого.

Глазури среднего диапазона

Глазури среднего диапазона обычно созревают между конусом 4 и конусом 6, и большинство коммерческих подглазурных покрытий имеют максимальную температуру конуса 6. Эти глазури более долговечны, по-прежнему предлагают довольно широкий цветовой диапазон, и, хотя такой же суровый, как глазури с низким обжигом, все же может быть довольно ярким.

Опции печи

Компания Soul Ceramics предлагает различные печи для обжига средней мощности. Все эти печи достигают температуры конуса не менее 8 / 2300 °F и идеально подходят для ваших печей с высоким обжигом.

Если вам нужна печь для обжига среднего размера небольшого размера, мы рекомендуем Evenheat RM II 1413.

Если вам нужна печь для обжига среднего размера среднего размера, мы рекомендуем Evenheat RM II 2322.

Если вам нужна печь для обжига среднего размера большого размера, мы рекомендуем Evenheat RM II 2929.

Evenheat RM 2522 и Evenheat RM 2541 — два наших любимых варианта для больших печей среднего размера, которые достигают конуса 03 / 2000 °F.

Высокотемпературный керамогранит

Хотя некоторые виды керамогранита предназначены для обжига при средней температуре, другие типы керамогранита созревают при более высоких температурах, в результате чего получается другой керамический конечный продукт. Глазури, предназначенные для высокотемпературных процедур, также сильно различаются.

Чтобы понять, как лучше всего обжигать керамогранит и глазурь для высокой температуры обжига, вот несколько советов по их температурным требованиям и составу:

Тип глины

ингредиенты и могут быть аналогичным образом модифицированы путем добавления других типов глиняных тел (таких как огнеупорные глины, повышающие температуру созревания). Тем не менее, тела высокого качества содержат либо больше огнеупорных элементов, чем керамические глины среднего размера, либо меньше флюсов, либо их комбинацию.

Диапазон температур

Средняя температура обжига высокотемпературного керамогранита составляет 2381 ℉ (1305 ℃). Тем не менее, температура от 2305℉ до 2336℉ (от 1263℃ до 1326℃) может быть подходящей в зависимости от конкретной используемой глины и желаемого эффекта.

Диапазон конусов

Между диапазоном конусов 8 и конусов 12 созревает огнеупорный керамогранит. Конус 10 является средним для этого глинистого тела.

Цвет печи

Желтый

Результаты обжига

При обжиге керамогранит становится твердым, стекловидным и неабсорбирующим. Он чрезвычайно прочен, особенно по сравнению с керамикой как с низким, так и со средним уровнем огня. Кроме того, между глиняным телом и глазурью образуется слой глазури, и хотя цвет обжига будет варьироваться, в зависимости от процесса, готовый продукт может быть светло-серым, желтовато-коричневым, средне-серым или коричневым.

Глазури для тугоплавких глин

Глазури, предназначенные для высокотемпературных глин, обжигаются при том же конусе и в том же диапазоне температур, что и глиняная масса этой категории. Как и керамогранит, они также плотны и прочны.

Однако диапазон цветов ограничен из-за различных эффектов окисления и восстановления красителей для глазури. Хотя в этом высокотемпературном диапазоне все еще есть несколько красящих оксидов, которые могут давать насыщенный цвет, палитра гораздо более ограничена.

Опции печи

Компания Soul Ceramics предлагает широкий выбор печей для обжига. Все эти печи достигают температуры конуса не менее 10 / 2350 °F и идеально подходят для ваших печей с высоким обжигом.

Если вы ищете небольшую печь с сильным пламенем, мы рекомендуем Evenheat HF ​​1413.

Если вам нужна печь среднего размера с высоким пламенем, мы рекомендуем Evenheat HF ​​2318 если вы готовы по-настоящему поработать с большой огневой печью, мы рекомендуем Evenheat HF ​​2927!

Высокотемпературный фарфор

Глиняные массы, требующие самых высоких температур обжига, представляют собой каолиновые глины, которые чаще всего используются для изготовления фарфора. Хотя к фарфору предъявляются те же требования, что и к другим огнеупорным глинам, вот несколько важных отличий, которые следует учитывать при использовании этого керамического материала:

Тип глины

Назван в честь холма в Китае, для веков каолин представляет собой чистейшую форму глины и является основой всех фарфоровых глиняных тел. Хотя чистые каолиновые глины можно обжигать, их часто смешивают с другими глинами, чтобы улучшить удобоукладываемость и снизить температуру обжига, поэтому при использовании глины на основе каолина обязательно обратите внимание на чистоту вашего материала, так как это изменит требуемая температура.

Как глиняное тело, фарфор известен своей твердостью, чрезвычайно плотной плотностью, белизной и полупрозрачностью тонкостенных кусочков. Другая трудность с фарфоровыми телами заключается в том, что они очень склонны к короблению во время сушки в печи.

Диапазон температур

В то время как чистый каолин обжигается до 3272 ℉ (1800 ℃), большинство фарфора следует обжигать при температуре от 2381 до 2455 ℉ (1305 ℃ и 1346 ℃) для достижения наилучших результатов.

Диапазон конусности

Приемлемый диапазон конусности для обеспечения зрелости фарфоровой глины находится между конусом 10 и конусом 13.

Цвет печи

Белый

Результаты обжига

При обжиге фарфор превращается в твердую, застеклованную, невпитывающую глину, очень похожую на обожженный керамогранит. Он также образует слой глазури, образованный между глиняным телом и глазурью. Отсутствие какого-либо железа, щелочей или щелочноземельных металлов в молекулярной структуре каолина не только диктует его высокие требования к огнестойкости, но также отвечает за его наиболее узнаваемую характеристику: его белый цвет.

При обжиге цвет фарфора варьируется от очень светло-серого или желтовато-коричневого до почти белого и белого.

Глазури для фарфора

Подобно высокотемпературному керамограниту, глазури, используемые для фарфора, имеют ограниченное цветовое разнообразие и интенсивность. Большинство глазурей, предназначенных для высокотемпературного обжига, будут светлее, менее блестящими и, как правило, меньшими по количеству и разнообразию.

Мы надеемся, что это руководство помогло вам определить, какая температура лучше всего подходит для ваших проектов! Наряду с этим руководством обязательно проверяйте этикетки любой глазури или глины, которые вы покупаете, чтобы подтвердить требования к температуре. Удачной стрельбы, и если у вас есть какие-либо вопросы, на которые вы еще не ответили, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам!

Керамика, керамика, скульптура и ремонт кинцуги