Топливник
Топливник представляет собой камеру для сжигания топлива. Часто его называют просто топкой. Топливник должен сохранять высокую температуру в зоне горения и вмещать не менее 3/4 твердого топлива, необходимого для одного отопительного процесса. Конструкция топливника должна обеспечивать равномерный доступ воздуха к горящему топливу. Учитывая то, что, прогорая, топливо дает угли, которые вовсе не способствуют нормальной работе печи, был создан такой элемент, как колосниковая решетка, или колосник.
Колосниковая решетка представляет собой обычную стальную решетку с различной частотой расположения прутьев для каждого вида топлива. Так, частота решетки для сжигания торфа и кизяка составляет примерно 10 мм. Для сжигания каменного угля используются решетки, состоящие из 4-сантимитровых стальных пластин, что предотвращает прогорание решетки, ведь температура горения угля гораздо выше, чем, к примеру, дерева, и улучшает приток воздуха в топливник. Располагается колосниковая решетка между топливником и зольной камерой, примерно на 1–2 ряда кладки ниже топочной дверцы. Очень часто колосник имеет небольшой наклон вперед.
При выборе размеров топливника руководствуются прежде всего предполагаемой максимальной теплоотдачей печи и видом используемого топлива.
Вот несколько примеров (топливо — древесина):
12–15 см — 1000 ккал/ч;
25–27 см — 3000 ккал/ч;
до 50 см — 3000 ккал/ч.
Для упрощения процесса кладки длина и ширина топливника должны быть кратными размерам кирпича. Внутреннюю часть топливника лучше выложить термостойким кирпичом (огнеупорным шамотным, тугоплавким гжельским, боровическим), толщина кладки должна составлять 1/2 кирпича. Такой процесс получил название «футеровка».
Зольная камера располагается непосредственно под колосниковой решеткой и отвечает за два процесса: накопление золы и поступление воздуха в топку. В зольной камере обычно устанавливают дверцу, которая называется поддувальной. В старых образцах печей вместо дверцы поддувальный шлюз наполовину закрывался обычным кирпичом.
Дымоход — это система каналов, которая соединена с топливником. Благодаря тяге горячие дымовые газы двигаются по дымоходу, отдавая тепло кирпичной кладке, — это и есть основной принцип отапливания. Так как о некоторых принципиальных схемах дымоходов мы уже говорили выше, перечислим лишь основные правила, неукоснительное соблюдение которых поможет вам получить максимальный коэффициент полезного действия от вашей печи.
1. Внутренняя поверхность каналов дымохода должна быть гладкой.
2. Поперечное сечение каналов должно быть достаточно большим, чтобы газы беспрепятственно уходили в дымовую трубу. Обычно размеры канала кратны размерам кирпича — 1/2 х 1/2 или 1 х 1/2 кирпича.
3. Большее количество тепла дымовые газы должны отдавать нижней части печи.
Система овода газов может быть одно— или многооборотной.
Однооборотная система
Такая система отвода дымовых газов подразумевает один подъем и одно опускание теплого воздуха по каналам, при этом система может включать один канал или целую систему параллельных каналов. Превосходство множества параллельных каналов перед одним — это резкое уменьшение сопротивления движению дымовых газов и более равномерное прогревание печных стенок. Но такой дымоотвод гораздо сложнее при построении.
При всех своих положительных качествах, однооборотная система выгодна лишь для печей малых размеров, в противном случае основной нагрев будет приходиться на верхнюю часть конструкции, а это крайне неэффективно.
Многооборотная система
Такая система включает в себя несколько вертикальных или горизонтальных каналов. В отличие от предыдущей системы здесь подъем и опускание горячих дымовых газов происходят многократно, что увеличивает КПД печи. Но есть и недостатки. Основной нагрев приходится на нижнюю часть печи, однако общее нагревание стенок происходит неравномерно, что может повредить целостности кладки в результате перепада температур. К тому же при применении многооборотной системы сильно возрастает сопротивление выходящим газам.
Выход отработанных газов в дымовую трубу — это последняя стадия в процессе отапливания. Как вы уже знаете, проходя по каналам, теплый воздух нагревает стенки печи, сам постепенно остывая, вследствие чего создается перепад температур в каналах и образуется разность давлений. Такой процесс называют тягой.
Для улучшения тяги обычно наращивают длину трубы, именно поэтому дымовая труба — самая высокая точка в конструкции печи, ведь вы наверняка заметили, что трубы всегда находятся на крыше домов. Более подробное описание этого элемента будет дано ниже в главе «Дымовые трубы».
Допустим, вы уже определились с размерами печи и подобрали оптимальную конструкцию. Теперь перед вами встает немаловажный вопрос: где же расположить печь? Конечно, чтобы дать точный, исчерпывающий ответ на этот вопрос, нужно видеть помещение, но вот несколько рекомендаций, которые носят универсальный характер.
Как правило, отопительные печи возводят в углу помещения, возле внутренней капитальной стены. При этом ее стараются расположить как можно ближе к входной двери, чтобы не пришлось носить топливо через весь дом. Установка возле капитальной стены обусловлена необходимостью устройства дымохода.
Старайтесь расположить печь так, чтобы она отдавала как можно больше тепла помещению, также не забывайте о том, что ко всем стенкам печи должен быть более или менее свободный доступ, т. к. время от времени их придется чистить, делать косметический ремонт, а может быть, даже серьезно обновлять.
В том случае, если печь предназначена для отапливания только одной комнаты, лучше расположить ее на некотором расстоянии от стены, таким образом вы увеличите число рабочих поверхностей печи, отдающих тепло, и избежите перерасхода топлива (рис. 3, а, б) .
Рис. 3. Возможное расположение печи в комнате: а, б — с отступом от стены
Рис. 3. (продолжение). Возможное расположение печи в комнате: в, г — в проеме внутренней стены; д — с выходом на веранду
Рекомендуется оставлять между стеной и печью так называемую отступку — пространство 15 см и более. Размеры отступки варьируются в зависимости от особенностей планировки помещения и его площади. Уменьшение этого пространства отрицательно сказывается на теплоотдаче задней, примыкающей к стене, рабочей поверхности печи. Совершенно другая ситуация складывается в том случае, если печь предназначена для обогрева двух смежных комнат. Тогда рекомендуется встроить печь в смежную стену (рис. 3, в) . Печь, обогревающую три или более комнаты, рекомендуется расположить, как на рис. 3, г . В этом случае гораздо проще установить дымовую трубу, она будет опираться на одну из внутренних перегородок. Но следует учесть, что стена, которая будет держать трубу, должна быть толщиной не менее 1 кирпича, иначе она может не выдержать. Если, возводя печь, к примеру, в садовом домике, вы хотите отапливать еще и веранду, то лучше всего расположить печь в капитальной стене, выведя на веранду топку и поддувало (рис. 3, д) . Но имейте в виду, что при таком местоположении топить печь можно будет только с веранды.
Материалы для сооружения печей
Одним из наиболее трудных решений является выбор строительных и расходных материалов. Именно здесь кроются самые грубые и в конечном счете фатальные ошибки. Учитывая, что в наше время ассортимент таких материалов достаточно широк, сделать выбор в пользу одних или других для начинающего мастера достаточно сложно.
Исходя из вышесказанного, начнем с того, что материалы, используемые в строительстве в целом и для сооружения печей в частности, обладают рядом характеристик. В соответствии с такими признаками определяют пригодность или непригодность, а также эффективность того или иного материала. Ниже мы рассмотрим некоторые основные свойства, которые смогут помочь вам в выборе наиболее качественного и оптимального для ваших целей материала.
Свойства строительных материалов
При выборе материала для постройки печи стоит обратить внимание на следующие их свойства:
1. Плотность.
2. Пористость.
3. Влагоотдача.
4. Водопоглощение.
5. Гигроскопичность.
6. Теплопроводность.
7. Огнестойкость.
8. Огнеупорность.
9. Прочность.
10. Упругость.
11. Твердость.
12. Хрупкость.
13. Пластичность.
14. Сопротивление удару.
15. Антикоррозионность.
16. Объемная масса.
Конечно, кроме этих свойств, многие материалы обладают рядом еще других, но эти являются основными, и ниже мы подробно рассмотрим каждое из них.
