Foarte multe locuinte individuale din mediul urban, dar mai ales din mediul rural sunt utilate cu sobe, fiind surse de incalzire folosite de mai bine de un mileniu. Pana “nu demult” tehnica incalzirii cu sobe se dezvolta si perfectiona bazandu-se exclusiv pe practica seculara a mesterilor populari. Insa, din ce in ce mai mult acestia aveau nevoie de sprijinul stiintei, care va trebui sa analizeze informatiile si practicile adunate de secole si sa stabileasca caile catre progres in tehnica incalzirii. Incalzirea rationala se refera la factorii importanti care influenteaza crearea unor conditii confortabile, cultura habitatului si economia in exploatarea imobilelor. Pe langa dezvoltarea sistemelor de incalzire centralizate, in prezent ramane de actualitate utilizarea sobelor, capabile sa asigure imobilelor regimul termic necesar. Pentru beneficiari, pe langa multe altele, a aparut si problema construirii unor sobe care sa incalzeasca uniform incaperile, care sa consume putin combustibil si care sa nu necesite mult timp pentru deservirea lor. Sobele traditionale foarte uzuale detin un sir de calitati, dar ele nu sunt capabile sa incalzeasca partea inferioara a incaperilor, ceea ce duce la formarea condensului, aparitia igrasiei si degradarea imobilelor. Pe langa aceste probleme mai apare si inconvenientul consumului mare de timp in deservirea lor. Pentru a perfectiona sobele traditionale fumul fierbinte trebuia indreptat in partea inferioara a sobei, care pana acum nu era incalzita. Ca urmare a acestei masuri a sporit confortul termic , a disparut umezeala din incaperi, a devenit mai calda pardoseala (copii se pot juca pe podea fara a fi supusi riscului racelii) si s-a redus de 2-3 ori consumul de combustibil. Aceste sobe pot folosi orice combustibil, chiar si cu umeditate sporita – lemne, carbine, turba, paie, etc. Noile calitati permit folosirea acestor sobe atat in regiunile mai reci, cat si in regiunile mai calde ale tarii. Exigentele carora trebuie sa le raspunda sobele si principiul lor de functionare. Sobele folosite pentru incalzirea imobilelor trebuie sa corespunda urmatoarelor exigente: sa detina un randament mai mare de 80%, ceea ce se asigura de catre toate modelele dotate cu gratare; sa se incalzeasca in partea inferioara considerabil mai mult, fata de partea superioara, pentru a reduce diferenta de temperatura intre zonele pardoselei si tavanului (si respectiv
-
-
-
aerului exterior) si pentru a reduce drastic pierderile de caldura si consumul de combustibil; sa mentina o uniformitate in cedarea caldurii pe parcursul a 24 de ore; sa stocheze bine caldura acumulata, sa nu se raceasca in cazul suberelor uitate intredeschise, asa cum, spre exemplu, sobele cu camere de gaze “Clopote” retin caldura mult mai mult timp, fata de cele cu canale, din care caldura este pur si simplu suflata; sa nu creeze fisuri; fisurile aproape ca nu apar daca zidaria mai fierbinte nu este lipita de cea mai rece; sa nu se infunde cu funingine si cenusa, lucru care nu se intampla daca este corect organizata arderea combustibilului (adica arderea completa nu are loc la temperaturi reduse in afara focarului); sa creeze o rezistenta minima in calea gazelor de ardere pentru imobilele cu un singur nivel si cos de inaltime redusa; sa se prezinte ca o constructie simpla.
Modelele de sobe promovate in prezentul material corespund acestor exigente. Acestea au avut la baza asa numita teorie hidraulica a sobelor, elaborata de cunoscutul savant – metalurgist rus, profesorul Grum-Grjimailo (1864 – 1928). El considera, ca “ … miscarea flacarii trebuie analizata ca miscarea unui lichid usor in altul mai greu”: lichidul usor – gazele fierbinti, cel greu – aerul din atmosfera care ne inconjoara. Aplicate si in prezent, prevederile teoriei hidraulice a sobelor si-au pastrat importanta in totalitate. Ideea de baza a acestei teorii este foarte simpla. Jetul de aer fierbinte inconjurat de cel rece va urca fiind mai usor, pe cand jetul de aer rece inconjurat de cel fierbinte va cobori. Savantul rus recomanda ca, la elaborarea sobelor sa fie impusa directia miscarii fumului, astfel incat aceasta miscare sa corespunda tendintei naturale – firesti: jetul de gaz fierbinte inconjurat de cel rece sa fie indreptat in sus, jeturile gazului racit – in jos. In sobele traditionale cu canale (“fumuri”) aceasta recomandare nu este respectata: gazele ce se racesc se deplaseaza alternand cand in sus, cand in jos. Gazele fierbinti, admise din focar in volumul sobei, se aduna, fiind mai usoare, sub bolta formand acolo asa numita “punga cu gaze fierbinti”. Gazele reci, fiind mai grele, se “scurg” in partea inferioara a sobei si, daca nu sunt evacuate de acolo, creeaza “punga cu gaze reci”.
Intoarceti un pahar de sticla (“Clopotul”) si apropiati de el din partea de jos o tigara aprinsa. Veti observa, ca jetul de fum va intra in pahar, va urca pana la fundul acestuia, dupa care va forma un inel si va cobori de-a lungul peretilor. Exact asa se deplaseaza gazele si in sobele elaborate pe principiul “in Clopote”. Din acest motiv preluarea trebuie realizata in partea de jos, unde se aduna cel mai mult gazele racite . Aceste sobe nu necesita canale (“fumuri”), gazele in interiorul lor miscandu-se sub actiunea fortelor naturale, adica are loc miscarea naturala (“libera”, cum o numea Lomonosov) a gazelor. Avand in dotare “Clopotul”, suprafata sobei si miezul de stocare a caldurii aceste sobe pot fi perfect incalzite fara “fumuri”. Renuntarea la “fumuri” a generat posibilitatea de a reduce considerabil rezistenta intampinata la miscarea gazelor in soba, ceea ce este foarte important acolo unde inaltimea cosului de fum este restrictionata din mai multe considerente (seismic, pierderi de caldura inutile, costuri de investitie ridicate, etc). In afara de aceasta, este foarte importanta organizarea arderii corecte a combustibilului in sobe. Fluxul de “para” (flacara) care iese din focar, reprezinta un amestec de gaze fierbinti, aer si produse de ardere. Pentru ca reactia sa se produca in flacara, este necesar sa se amestece bine anumite jeturi ale ei. Totodata ,in spatiul unde se produce arderea, trebuie mentinuta o temperatura inalta. Daca fluxul flacarii cu reactia arderii nefinalizata va intra intr-un spatiu cu temperatura redusa, atunci gazele se vor raci si reactia arderii nu va putea fi finalizata. In astfel de gaze vor ramane nearse funiginea si gudronul (smoala), care se vor depune pe parcursul miscarii lor prin canale pe peretii acestora, reducand transferul de caldura. In sobele cu doua “Clopote” gazele de ardere din focar ajung direct in primul clopot – “ punga cu gaze fierbinti”. Aceasta reprezinta un spatiu perfect pentru finalizarea arderii complete, deoarece aici reactia de ardere este amplificata de catre bolta si peretii fierbinti ai camerei de gaze. Sub bolta, procesul de ardere se termina definitiv. Dupa aceasta prin orificiile din partea inferioara a primului “clopot” , gazele sunt admise in “clopotul” al doilea si cedeaza peretilor acestuia caldura ramasa. Racinduse, ele coboara la partea inferioara a “clopotului” al doilea si sunt preluate de cosul de fum. Dupa finalizarea arderii combustibilului din focar , daca suberul nu a fost inchis etans, aerul rece patrunde prin focar in soba, insa nu se poate ridica, fiind mai greu decat gazele fierbinti care au umplut “clopotele”, si imediat pleaca pe cea mai scurta cale direct in cosul de fum, eludand “clopotele” si fara a lua cu el o cantitatea mare de caldura. Aceste sobe functioneaza deci, ca si cum ar avea un separator de caldura automat, care exclude posibilitatea racirii clopotelor la patrunderea in acestea a aerului
rece. Astfel se explica capacitatea sobelor cu camere de gaze (clopote) de a pastra bine caldura, chiar daca din anumite considerente nu a fost inchis etans suberul. Totodata aceasta capacitate de a pastra un timp mai indelungat caldura se reflecta si asupra consumului de combustibil.
