Sobe traditionale și Sobe cu clopote
Am studiat și construit ani de zile sobe tot mai eficiente, din zidărie, cob si teracotă, cu toate metodele de ardere eficientă, cum ar fi cele cu 5 sau 7 fumuri la sobele de teracotă sau sistemul de counterflow (contratiraj) întâlnit la sobele tip rocketstove și cele de zidărie moderne din Europa, America, Canada. Credeam că nu mai este cale de îmbunătățire, insă am descoperit sobe rusesti cu clopote care sunt o revoluție, in materie de eficiență.
Sobe tradiționale cu canale (fumuri)
Sobe de teracota. Acestea se construiesc în Romania și sunt inspirate de modele rusesti sau finlandeze de acum 80 ani. Principiul constructiv este cu canale de fum. Eficiența lor era și este bună, căci focarul este construit cu cărămidă refractară, iar apoi fumul cu toate gazele este tras forțat de tirajul format de coș, prin 5 sau 7 canale (iar la sobele care deserveau camere mari, aveau chiar 9,11 sau 13 canale) care alternează sus-jos, apoi afară pe coș. În tot acest parcurs al fumului, căldura este cedată pereților sobei și apoi spatiului de incălzit.
Sobe zidite din caramida - masonry stoves care sunt zidite din cărămidă, piatră sau cob funcționează după modelul counterflow (contratiraj) care este tot un sistem cu canale.
Deși sunt doar 3 canale în acest sistem, eficiența sa este mai bună decât la cele cu 5 sau 7 canale, datorită camerei de ardere mai mari care este dotată cu orificii pentru aerul de ardere secundar, și a primului canal care este legat de focar și este construit complet din material refractar, ceea ce permite o ardere pană la 1000 grade Celsius. Apoi fumul este absorbit prin al doilea canal care este mult mai larg decât primul și inconjoară soba pe laturi, fumul fiind absorbit în jos pană la baza sobei, incălzind complet toată soba, iar apoi trece in al treilea canal care se continuă cu coșul de fum. In acest sistem, fumul ajuns in al doilea tronson, isi incetinește mult viteza și permite căldurii să fie absorbită de pereții sobei. Deși este mai eficientă ca o sobă cu mai multe fumuri (canale) deoarece gazele se pot mișca mai liber, având loc o stratificare a gazelor pe măsură ce se răcesc - coborând la partea cea mai de jos, acest sistem ca și cel cu multe fumuri fac parte din categoria sistemelor cu Circulație Forțată a Gazelor (CFG).
Sobe racheta - rocketstoves fac parte tot din categoria sobelor cu 3 fumuri și a sistemelor CFG, insă sunt mult mai ieftine și fiind de obicei construite din cob se pot modela bănci sau paturi incălzite cu fumul cald care este tras prin interiorul acestora.
O particularitate a acestor sobe este că pot functiona cu crenguțe subțiri sau orice fel de material uscat sub formă de bete. Arderea se face intr-un focar izolat dar foarte mic, flacăra fiind letarală, absorbită in primul canal care este tot termoizolat, unde se presupune că gazele de ardere s-ar autoaprinde (rezultând a doua ardere) de la oxigenul din aerul primar care este din abundență căci titrajul de aer se face deschis prin gura de alimentare a sobei. Apoi fumul coboară prin cel de-al doilea canal care este mult mai larg, si apoi prin al treilea (care uneori este orizontal pt a incălzi bancă sau pat) si pe coș. Aceste sobe au neajunsul că trebuie alimentate mereu cu lemne, fiind utile doar in anumite zone cu climă mai blândă și unde utilizatorul are timp să stea pe lângă sobă să o alimenteze.
Sobe de încălzit, cu plită aceste sobe pot fi considerate traditionale în Romania căci ele sunt dorite pentru utilitatea lor de a găti și incălzi camera cu același foc, insă au o mulțime de neajunsuri. Focarul este mic, plita aproape de flacără și nu permite realizarea arderii complete căci nu se obține o temperatură suficient de mare. Apoi gazele calde și mai reci sunt trase prin sistemul convectiv al sobei care de regulă este tot cu fumuri (canale) sus - jos, sau canale in formă de S și apoi eliminat pe coș. In aceste sobe nu se obtine nici pe daparte eficiența calorică dorită, de minim 80%, ceea ce inseamnă consum mult mai mare de lemn și poluare datorită gazelor nearse complet.
Din această categorie cele mai ineficiente sobe sunt cele metalice pentru gătit, care nu stochează deloc căldura având pierdere de 70% din energia calorică degajată, prin cosul de fum, iar poluarea fiind mare.
Sobe cu doua clopote
Despre modul lor de functionare și tipul de ardere, este descris cu detalii in articolul precedent. Aceste sobe, desi se proiectează si se construiesc de foarte multi ani in tările foste sovietice, au ajuns foarte putin in restul Europei, sau peste ocean, probabil datorită dificultății de traducere a limbii ruse. Deși se consideră că vestul a descoperit tot ce se putea in materie de stiință sau aplicatii practice, iată că dl Igor Kuznetov, realizează și oferă gratuit proiectele sale de sobe care functionează după legile naturii.
Ideea esentială este că acestea functionează pe principiul arderii complete a gazelor eliberate din lemn, care se petrece in camera focar si primul clopot, soba incălzindu-se mai intens in partea de jos, iar gazele produse de ardere se mișcă liber de-a lungul traseului format de cele două clopote, pe principiul circulatiei libere a gazelor (CLG) adică cele fierbinti se ridică la tavan formând „punga cu gaze fierbinți” iar cele mai reci rămân la partea de jos a clopotului, fiind eliminate pe coș fără a se amesteca cu celelalte.
Acest lucru se poate vedea dacă faceti experiența de a intoarce un pahar cu gura in jos, și aropiați de gura paharului o țigară aprinsă. Veți vedea că fumul urcă până la „tavan”, adică fundul paharului, și apoi va forma un inel iar sub această formă va coborî de-a lungul pereților paharului. Exact la fel se deplasează gazele și in sobele construite după principiul paharului inors, adică cu clopote. Din acest motiv, preluarea gazelor pentru a fi evcuate se realizează în partea de jos unde se adună gazele răcite cel mai mult și gazele de balast. Sobele cu clopote nu necesită canale de circulatie a fumului, gazele mișcându-se sub acțiunea forțelor naturale, adică Circulația Liberă a Gazelor - CLG.
In sobele cu doua clopote gazele de ardere din focar ajung in primul clopot formând „punga cu gaze fierbinti". Acesta este spațiul pentru finalizarea arderii complete, deoarece aici reactia de ardere este amplificata de catre peretii si bolta fierbinti al clopotului. Sub boltă, procesul de ardere se termină definitiv. După aceasta prin spațiul de trecere din partea inferioara a primului clopot, gazele sunt admise in clopotul al doilea si cedeaza peretilor acestuia caldura rămasa. Apoi gazele răcindu-se și mai mult coboara la partea inferioara a celui de-al doilea clopot și sunt preluate de cosul de fum.
Dupa finalizarea arderii combustibilului din focar, daca opritorul de fum nu a fost închis etanș, aerul rece patrunde prin focar in soba, însă nu se poate ridica, fiind mai greu decât gazele fierbinți care au umplut clopotele, si imediat pleaca pe cea mai scurta cale, evitând clopotele, si fara a lua cu el o cantitate mare de caldură, direct pe cosul de fum.
Aceste sobe funcționează ca si cum ar avea un separator de caldura automat, care exclude posibilitatea răcirii clopotelor odată cu intrarea aerului rece. Astfel se explica capacitatea sobelor cu clopote de a pastra bine caldura, chiar daca a fost uitat deschis opritorul de fum. Totodata aceasta capacitate de a pastra un timp mai indelungat caldura se reflecta si asupra consumului de combustibil.
Sobele cu două clopote au următoarele caracteristici:
- randament mai mare de 80%
- se incălzesc la partea de jos mai mult decât la partea superioară, realizând astfel cu succes incălzirea și a pardoselii (ceea ce multe sobe traditionale nu pot face)
- mențin o constanță în cedarea căldurii pentru 24 ore
- stochează bine căldura și nu se răcesc chiar dacă a fost uitat deschis opritorul de fum (la sobele cu canale, in acest caz căldura este pur și simplu „suflată” pe coș)
- nu apar crăpături in zidăria sobei deoarece zidăria fierbinte nu este legată cu cea mai rece
- nu se acumulează funingine și cenușă pe traseul gazelor cum se întâmplă la sobele cu canale, deoarece arderea combustibilului este realizată corect și complet in focar și primul clopot
- permit libera circulatie a gazelor, neopunând rezistență în calea acestora.
- sunt construcții simple și nu necesită întreținere
- nu poluează aerul inconjurător, arderea fiind curată și completă
- se pot construi și sobe teracotă cu clopote
