Кирпичные печи для дома на дровах - общие принципы кладки и схема-порядовка

Фундамент

Печь, созданная из кирпича, имеет большую удельную массу, поэтому без надежного фундамента конструкцию установить не получится.
Фундамент для печи может быть монолитным железобетонным, свайным, столбчатым, выложенным из блоков, свайно-винтовым.

Схема фундамента из блоков

Столбчатые основания для печей

Независимо от вида, фундамент печи не должен быть связан с основанием дома. Вид фундамента выбирают, как и для дома, отталкиваясь от типа грунта.

Гравийно-песчаная почва позволяет обустраивать мелкозаглубленное основание.

Если грунт глинистый или осадочный, лучше заливать фундамент на щебневой подушке, при этом углубив его до уровня промерзания.

В зонах вечной мерзлоты обустраивают свайно-винтовое основание, особое внимание уделяя теплоизоляции свай.

На сухих скальных грунтах фундамент может иметь минимальную толщину или отсутствовать вовсе.

Насыпной грунт не подходит для установки кирпичной печи.

Особенности фундаментов в зависимости от типов грунтов

Рассмотрим способ обустройства сплошных оснований для кирпичной печи.

Шаг 1. В зависимости от типа почвы и уровня ее промерзания выкапываем котлован. Ширину и форму принимаем, исходя из габаритов печи и прибавляя к ее длине и ширине по 10-15 см соответственно

Сразу же обратите внимание на месторасположение потолочных балок перекрытия – между ними должна будет пройти труба дымохода, причем с учетом отступок, регламентированных СНиП. Также рекомендуется сделать водоотведение (дренаж) от фундамента печи, чтобы уменьшить влажность и пучение грунта

Котлован под фундамент

Шаг 2. Дно котлована трамбуем и максимально возможно выравниваем по горизонтали. Насыпаем десятисантиметровый слой мелкого битого кирпича, бутового камня или щебня. Повторяем процедуру трамбовки.

Шаг 3. Готовим жидкий цементный раствор (соотношение цемента и песка 1 к 3) и заливаем им насыпь.

Схема монолитного фундамента под кирпичную печь

Шаг 4. Далее можно пойти тремя путями:

сочетать дестисантиметровые слои щебневой засыпки с цементной заливкой. Такой вариант приемлем для оснований небольшой глубины, а именно до 50 см;
установить арматурный каркас и залить его бетоном. Каркас вяжется проволокой из арматуры диаметром 10 мм. Размер ячеек 10х10 см. В котлован устанавливается опалубка, каркас должен отстоять от ее стенок и дна на 5 см, для чего используются пластиковые фиксаторы или куски кирпича. Внутрь заливается бетон, смесь в процессе заливки уплотняется глубинным вибратором или металлическим прутком. Верхняя точка заливки должна быть ниже уровня чистового пола на 15 см;
залить бетонную армированную плиту, поверх которой выложить из силикатного или красного кирпича стенки фундамента, а внутреннюю часть залить бетоном с забутовкой (сыпучего заполнителя должно быть меньше или равно объему бетона).

Первый и третий варианты оснований завершаются слоем цементного раствора. Залитый слой проверяется уровнем и при необходимости выравнивается правилом или иным подходящим инструментом.

Дальнейшие работы производятся после полного высыхания растворов, использованных в процессе заливки фундамента.

Шаг 5. Укладываем гидроизоляцию тремя слоями, фиксацию производим мастикой (для толя используем дегтевую, для рубероида – битумную).

Шаг 6. Выкладываем сплошной ряд кирпичей. Целые кирпичи кладем по краям, половинки – внутрь. Кирпичное основание должно быть на 5-7 см уже имеющегося фундамента, но на 5-7 см шире самой печи.

Кладка кирпича

Фундамент для печи из кирпича

Не применяем цемент для связки кирпичей между собой. Поверх кладки, которую также проверяем на горизонтальность, кладем еще один слой гидроизоляции, далее выкладываем второй слой кирпича, соблюдая перевязку между двумя рядами. Кирпичное основание в идеале должно быть точно вровень с чистовым полом или возвышаться над ним на 3-4 см.

Пространство между фундаментом печи и дома засыпаем речным песком.

Электрические печи сопротивления

Электрические печи сопротивления применяются для плавки всех легкоплавких припоев и припоев на алюминиевой и магниевой основах.

Удельное сопротивление зависит от температуры различных проводников-нагревателей.

Электрические печи сопротивления представляют собой теплоизолированное пространство с нагревательными элементами для преобразования электроэнергии в тепло.

Конструкция электропечей сопротивления весьма разнообразна. В зависимости от формы рабочего пространства они бывают камерные, шахтные, колпаковые, конвейерные, рольганговые, барабанные, карусельные, протяжные. Электрические печи сопротивления мощностью до 10–80 кВт обычно однофазные, а при большей мощности – трехфазные.

В зависимости от формы рабочей зоны электрические печи сопротивления разделяются на трубчатые, тигельные и муфельные. Они выполняются либо с металлическими нагревательными элементами, изготовляемыми из различных жароупорных сплавов в виде проволоки и ленты, либо с карборундовыми, угольными или графитовыми нагревательными элементами.

Электрические печи сопротивления применяют чаще для нагрева цветных металлов и сплавов, реже – для нагрева стали, так как, например, температурный интервал штамповки алюминия находится в пределах 400–475 °С.

Электрические печи сопротивления ежедневно осматриваются обслуживающим персоналом. При этом обращают внимание на состояние всех частей электропечи и смазку механизмов, одновременно производят ее очистку от пыли и грязи.

Электрические печи сопротивления являются самыми массовыми электропечами; установленные мощности отдельных печей достигают сотен или даже тысяч киловатт, поэтому вопросы рациональной эксплуатации электропечей этого класса имеют большое значение с точки зрения экономии электроэнергии и снижения себестоимости продукции.

Электрическая тигельная печь сопротивления состоит из металлического кожуха цилиндрической формы с донышком и съемным колпаком для удаления газов. Внутри кожуха имеется футеровка из нормального и фасонного шамотного кирпича. Зазор, оставляемый между футеровкой и кожухом, заполняют теплоизоляционными материалами.

Плавление металла происходит в чугунном тигле, установленном в рабочем пространстве печи. Верхние приливы тигля опираются на металлическую плиту, уложенную на футеровку. Сверху тигель закрывается крышкой, через отверстие в которой пропускается термопара. Нагрев металла в тигле до температуры 850–1000 °С производят с помощью электрических нихромовых нагревателей, уложенных на выступы шамотной футеровки. В нижней части печи на уровне пода имеется отверстие для выпуска жидкого металла в случае прогара тигля.

Электрическая тигельная печь сопротивления является дорогим устройством, поэтому целесообразно увеличить по возможности срок ее службы. Этому способствуют тщательный уход за электропечами и своевременный их ремонт.

Электрическая тигельная печь сопротивления для прокатки металла представляет собой керамическую трубу с нагревателем из особого сплава. Верхнюю часть трубы нагревателя закрывают специальным стаканом. Контроль за температурой печи производят с помощью термопары. Напряжение питания печи регулируется трансформатором, который служит одновременно противовесом в подъемном механизме печи.

Электрические печи сопротивления аналогично пламенным делятся на печи проходного и непроходного типа. Нагрев заготовок из цветных сплавов осуществляют в печах с металлическими нагревателями, работающими при температуре до 900–950 °С. Эти печи применяют также для термической обработки поковок.

Электрические печи сопротивления, особенно тигельные и отражательные, находят широкое применение для плавки алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов. Однако эти печи имеют низкую производительность и невысокий тепловой КПД. Температура нагрева в печи находится в пределах 900–1100 °С.

Электрические печи сопротивления и различного рода электронагреватели подключают к силовой сети либо непосредственно, либо через трансформаторы. Последние делают возможным многоступенчатое или плавное регулирование подводимой мощности в определенных пределах.

Неблагоприятной для силовой сети особенностью некоторых достаточно мощных печей является регулирование их мощности путем переключения нагревателей со звезды на последовательное соединение, что вызывает периодическую асимметрию в нагрузке фаз сети.

Камерные электропечи сопротивления с ленточными нагревателями, применяемые для нагрева металла, делят на две группы: печи прямого нагрева и печи косвенного нагрева. Они подключаются непосредственно к цеховой электросети или получают питание от специальных трансформаторов.

Электрические печи сопротивления с температурой в рабочем пространстве выше 900–1000 °С целесообразно переводить на газ, поскольку газовые печи обеспечивают быстрый подъем температуры и низкую стоимость тепловой энергии. При переводе на газ упрощается эксплуатация печи, поэтому обслуживание и ремонт ее могут осуществлять менее квалифицированные рабочие.

Электрические печи сопротивления камерные, стационарные применяются для плавки алюминиевых сплавов.

Электрические печи сопротивления имеют специальные элементы, которые при прохождении тока нагреваются и создают соответствующую температуру в рабочем пространстве печи для нагрева заготовок. Элементы сопротивления расположены на своде и вдоль стенок печи.

Электрическая печь сопротивления как объект регулирования обычно характеризуется большой тепловой инерцией, обусловленной большой тепловой емкостью нагревательных элементов, теплоизоляции и других конструктивных элементов. Часто значительной тепловой емкостью обладают и нагреваемые изделия. Поэтому температура печи изменяется сравнительно медленно, и для поддержания постоянной температуры не требуется соответствия между поступающей в печь и потребляемой ею мощностью для каждого момента времени. Достаточно, если это соответствие выполняется для средних значений мощностей за длительный промежуток времени. Это значительно упрощает систему регулирования температуры, позволяя во многих случаях отказаться от непрерывного регулирования и применять простейшее двухпозиционное регулирование с исполнительным устройством в виде контактора.

Электрические печи сопротивления служат для нагрева деталей и заготовок и позволяют точно регулировать температуру и равномерность нагрева металла. Они предназначены для качественной обработки стали (закалки, отжига, цементация, нитрирования), цветных металлов и различных сплавов. Электрические печи сопротивления имеют коэффициент мощности, практически равный единице, и будучи обычно установлены целыми группами, создают достаточно равномерную нагрузку на шинах электроподстанции.

Электрические печи сопротивления рекомендуется раз в год окрашивать алюминиевой краской. Эта мера снижает тепловые потери печи на 2–4 % и придает ей более опрятный вид.

Камерные электропечи сопротивления с выдвижным подом по конструкции похожи на пламенные, но вместо горелок внутри рабочего пространства установлены нагревательные элементы, через которые пропускают электрический ток.

Электрические печи сопротивления делятся на печи прямого и косвенного нагрева. Электрические печи прямого нагрева применяются в химическом производстве для обеспечения некоторых химико-термических процессов (графитации угольных электродов, производства карборунда, сероуглерода, варки стекла) и в других отраслях промышленности: при ковке, высадке, закалке деталей или изделий, используются при разогреве замерзших труб, грунта.

Электрические печи сопротивления конвейерные с камерой охлаждения (двухкамерные) ОКБ-765, ОКБ-720, ОКБ-715, ОКБ-700, ОКБ-615, ОКБ-557 и ОКБ-565 относятся к методическим печам с непрерывным движением обрабатываемых изделий и предназначены для нагрева стальных (и других) изделий с последующим охлаждением.

Конвейерная электропечь ОКБ-565 предназначена для работы в автоматической линии. Нормальная работа обеспечивается при установке их в сухих закрытых помещениях, в воздухе которых не содержится паров кислот и других разъедающих веществ.

Электрические печи сопротивления имеют ряд преимуществ, к числу которых относятся наиболее простая схема автоматизации поддержания заданной температуры в пределах 3–5 °С, отсутствие дымососных систем, простота включения и остановки.

Электрические печи сопротивления прямого нагрева широко применяют для варки листового, тарного, сортового, технического стекла.

Графитированные электрические печи сопротивления прямого нагрева относятся к однофазным электрическим печам. Нагреваемый графитируемый материал включен в электрическую цепь, по которой протекает электрический ток, благодаря чему материал нагревается до высокой температуры, достигающей 2500–3000 °С. На основание печи, представляющее собой подину, засыпается пересыпка из смеси углеродистых материалов и песка, на которую между токоведущими электродами укладываются изделия, подлежащие графитации. Смесь углеродистых материалов и песка засыпается в боковые промежутки между изделиями и электродами, образуя цепь для прохождения тока между токоведущими электродами. Пространство между боковыми стенками, верхом и загруженными изделиями заполняется теплоизоляционной шихтой.

Для электрических печей сопротивления данного типа требуется понижение напряжения до 2–10 В при прямом либо до 380/220 В при косвенном нагреве. Этим обеспечивается возможность изменения напряжения в широких пределах: 5–17 или 30–200 В.

Футеровка электрических печей сопротивления выполняется такой толщины, которая обеспечивает минимальный расход электроэнергии на компенсацию тепловых потерь и в то же время не слишком повышает ее стоимость и потери тепла на аккумуляцию при разогреве.

Футеровка обычно состоит из двух частей: огнеупорной кладки и теплоизоляции. Огнеупорная кладка, выполняемая из нормальных кирпичей, фасонного огнеупора и специальной керамики, образует заданную по форме и размерам печную камеру, в которой размещаются нагреваемая загрузка со вспомогательными поддерживающими и транспортными устройствами, а также нагревательные элементы.

Для однозонной электрической печи сопротивления садочного типа за период нагрева изделий средняя потребляемая мощность изменяется в пределах от номинальной мощности до мощности, идущей на покрытие тепловых потерь.

Для электрических печей сопротивления прямого нагрева непрерывного действия с расплавлением шихты рекомендуется при их автоматизации отказаться от регулирования процесса за счет изменения мощности печи и в качестве управляющего воздействия использовать изменение производительности питателя печи сырьем. При этом достигается максимальное использование установленной мощности оборудования. При обработке твердой шихты в качестве управляющего воздействия нужно использовать скорость выгрузки обработанного материала.

К электрическим печам сопротивления периодического действия относятся камерные, шахтные и толкательные печи. Электрические печи сопротивления косвенного действия получили большое распространение. В них тепло выделяется при прохождении электрического тока по специальным нагревательным элементам; выделяющееся тепло передается материалу лучеиспусканием, теплопроводностью и конвекцией (рис. 1).

Рис. 1. Электрическая печь сопротивления косвенного действия: 1 – обогреваемый аппарат; 2 – футеровка печи; 3 – тепловая изоляция; 4 – спиральные нагревательные элементы; 5 – выводные электрошины

В таких печах осуществляется нагревание до температур 1000–1100 °С. Футеровка печи 2 выполнена из огнеупорного кирпича. В пазах футеровки уложены спиральные нагревательные элементы 4, к которым подводится ток через электрошины 5. Тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через спиральные нагревательные элементы, передается обогреваемому аппарату 1 лучеиспусканием и конвекцией. Тепловая изоляция 3 уменьшает потери тепла в окружающую среду.

Нагревательные элементы печей изготовляют из проволоки либо из ленты нихрома (сплав, содержащий 20 % Сг, 30–80 % Ni и 0,5–50 % Fe) или хромо-железоалюминиевых сплавов. Диаметр проволоки обычно 3–7 мм; в применяемых лентах отношение толщины к ширине 0,05–0,2.

Принципиальная электрическая схема печи сопротивления представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема управления печью сопротивления: АТ – автотрансформатор трехфазный для питания нагревателя цепи; АД с ЭМТ – асинхронный двигатель с электромагнитным термометром для подъема и опускания двери камеры; КП, КО – контакторы подъема и опускания двери камеры; ВКП, ВКО – выключатели конечные поднятого и опущенного состояния двери; КЛ – контактор линейный; РП – реле промежуточное для коммутации КЛ; ДТ – датчик температуры печи; УП – переключатель режима; ПТК – прибор контроля; Кн.П, Кн.О, Кн.С – кнопки «Подъем», «Опускание», «Стоп» двери. Режимы работы: автоматический (основной от ПТК) и ручной (резервный от УП)

Установка дверок печи. Советы

Перед установкой дверки ее следует проверить на качество прилегания и свободность вращения на шарнирах.

Делаем установку дверок

При наличии перекосов или отсутствия плавности вращения такие дефекты следует устранять, а если такой возможности нет, то заменить на новые. Следует также определить, есть ли в наличии отверстия для крепления.
Для крепления используется мягкая (вязальная) проволока диаметром 2,5-3 мм и длиной около 50 см. Проволока заводится в отверстие и скручивается.
Установить дверку после выполнения кладки невозможно, поэтому она устанавливается в процессе кладки. Чтобы дверка хорошо держалась, проволока должна сидеть в швах, между рядами кирпичей. Поскольку кладка ложится снизу-вверх, то и крепление дверки происходит в таком же порядке. Сначала замуровываются нижние концы проволоки, а затем верхние.
После закладки нижних крепежных концов дверку необходимо выставить строго по вертикали и горизонтали с последующей фиксацией. После того, как дверка выставлена, можно продолжать дальнейшие работы.
Такую технику установки можно использовать для крепления дверок топочной камеры, дверки поддувала и других металлических предметов, таких, как задвижки, сажотруски и др.
Очень важный этап – это установка плиты. Она устанавливается на раствор из глины. Консистенция раствора должна быть такова, чтобы лишний раствор свободно выходил из-под плиты, в результате давления ее собственного веса. Его количество должно быть таким, чтобы он заполнил все свободное пространство. Нельзя допустить, чтобы его было мало. В дальнейшем под действием высокой температуры глина спечется и надежно будет удерживать плиту на поверхности.

Делаем установку плиты

После окончания работ нужно дать возможность печке полностью высохнуть. Это не менее, чем 14 дней, после чего печь можно топить.
Чтобы печь стала привлекательной, ее можно обложить кафельной плиткой. Вот здесь и может пригодиться качество кладки, особенно, если она выполнялась своими руками. На очень ровную поверхность легко будет положить плитку, тем более, что к ее укладке также предъявляются высокие требования из-за наличия высокой температуры.

Кирпичные отопительные печи: чертежи подбираем в зависимости от выбранной конструкции. Кладку рабочей части лучше всего делать на глиняный раствор. Инструкция у вас есть и, по фото выбрав нужную модель, можно приступать к работе.

Инструменты для кладки печи

Независимо от выбранной модели, для устройства печи своими руками будут необходимы следующие инструменты:

мастерок или кельма. Используются для нанесения раствора на кирпичи, а также с помощью них подчищают кладку от лишней смеси, выступающей между швами;
молоток-кирка. Используется для обтесывания и раскалывания кирпичей, потому что в процессе кладки кирпича может потребоваться подгонка отдельных элементов;
расшивка. Этот инструмент используется только тогда, когда печь не будут украшать декоративной плиткой и поэтому она должна выглядеть безупречно;
строительный уровень. Применяется при любом этапе строительства. С помощью него проверяют ровность кладки кирпичного ряда;
отвес. Используют для измерения вертикальности стены;
порядовка. Крайне полезное приспособление. С его помощью сохраняют вертикальность кладки, соблюдая равную толщину горизонтальных швов;
правило. Применяют его один раз, чтобы выровнять поверхность фундамента;
лопатка, с помощью которой размешивают раствор;
емкость для раствора;
мерная планка для измерения ширины швов.

https://youtube.com/watch?v=a9fxeuKNURg

Способы и порядок кладки

Делаем кладку

Кладку печей можно выполнять различными способами. Это может быть кладка с пустыми швами или кладка в подрезку.

Внимание: Отличаются эти способы кардинально. При кладке в подрезку швы заполняются полностью, и такая печь не оштукатуривается

Толщина стен печи может быть выполнена в кирпич или в полкирпича.

Для кладки печей следует применять только красный полнотелый кирпич. При этом нельзя использовать кирпич, бывший в употреблении, щелевой кирпич или другие строительные материалы, не предназначенные для этого.

Технология кладки состоит из нескольких этапов:

Накрываем фундамент слоем гидроизоляции. Это может быть простой рубероид. Делаем цокольную часть. Ее высота определяется индивидуально. Только не стоит делать ее слишком высокой. Делается сплошной кладкой без пустот.

Выкладываем цоколь печи

Первый ряд может быть выложен кирпичами, без применения раствора. После этого кирпичи выравниваются и определяется местоположение передней стенки и месторасположение всех дверок. После этого продолжают кладку, но с использованием раствора. Как правило, для кладки печей используется раствор обычной глины.
Затем можно установить вертикальные маяки с помощью отвесов и веревок или лески.
Такие элементы печи, как поддувало, зольник или топочная камера, располагаются в зависимости от конструкции печи. Как правило, поддувало располагается после третьего ряда кладки, а через один ряд после него – зольник.
Потом выкладывается топка. Крепление двери топки и поддувала осуществляется с помощью мягкой проволоки.
Следующим по очереди идет печной свод, который формируется после второго ряда кирпичей, выложенных над топкой.

Топочную камеру делаем только из огнеупорного кирпича

Топочная камера выкладывается огнеупорным кирпичом. Для повышения КПД печи она должна быть укомплектована различными задвижками, регулирующими поток нагретых газов.

Технологический порядок кладки

Порядок выкладывания печи следующий:

Без раствора выкладывается первый ряд и выравнивается с использованием строительного уровня.
Выкладываются кирпичи на углах с помощью раствора и строго горизонтально. После этого заполняется пространство кирпичами, с использованием раствора. Это будет первый ряд.
После выкладки первого ряда проверяется ровность сторон печи с помощью рулетки. Если есть разбежность, то их исправляют с помощью киянки, подбивая тот или иной угловой кирпич.
После этого можно приступать к выкладке второго ряда. Выкладку начинают с углов и продолжают кладку по всему периметру. После того, как периметр будет заложен, закладывается середина второго ряда.
Затем на углах, между первым и вторым рядом, забиваются гвозди, длиной 80 мм и с использованием отвеса проектируют угол на потолок.

В месте проекции угла забивается гвоздь и натягивается веревка снизу до потолка. Такую операцию проделывают со всеми углами.

Натянутые шнуры будут служить ориентиром для дальнейших работ. Последующие ряды, относительно вертикали, будут контролироваться натянутыми шнурами, определяющими контур будущей печи.
Все последующие ряды выкладывают аналогичным образом, контролируя горизонтальность с помощью строительного уровня. Во время кладки нужно следить, чтобы не было лишнего раствора, а стенки дымохода через каждые 4-5 рядов следует протирать мокрой тряпкой. При этом нужно следить, чтобы раствор в этих местах полностью заполнял швы.
Швы кирпичной кладки для печи делаются как можно тоньше, а заполнение швов 100%-ое. Кладка с толстыми швами менее прочная, так как возможно их частичное выпадение.
Кладка печи выполняется с перевязкой кирпичей, иначе она не будет держаться. Смысл перевязки заключается в том, чтобы вертикальный шов последующего ряда находился где-то на середине кирпича предыдущего ряда. Не всегда это выходит и вертикальный шов «гуляет» с центра кирпича то влево, то вправо. За этим следует постоянно следить и корректировать кладку с таким расчетом, чтобы центр вертикального ряда не выходил за пределы ¼ части кирпича.
Резаный кирпич ложится наружу дымоходного канала, так как резанная поверхность считается более слабой и может разрушиться под действием температуры.

Использование шамотного кирпича

Шамотный кирпич имеет отличную устойчивость к высоким температурам и поэтому его используют для формирования топочной камеры.

Из-за различных коэффициентов температурного расширения кирпичи топочной камеры не перевязываются с кирпичом печным. Между ними должен быть промежуток около 5 мм.
При выкладке топки из шамотного кирпича можно выложить полностью ряд или после выкладки произвести футеровку топки шамотным кирпичом.

КПД дровяной печи

(расчет на реальном примере)

А теперь поговорим об экономической эффективности вышеописанного способа топки. Намеренно перехожу на общение от первого лица, потому что буду приводить примеры, измерения и расчеты, сделанные лично мной в реальной жизни.

В качестве «полигона» я выбрал свою баню, которая на время строительства дома была еще и времянкой, оборудованной для постоянного проживания со всеми необходимыми удобствами, и произвел простой, но наглядный расчет.

Исходные данные

Площадь строения 30.25 кв.м. На мансардном этаже предусмотрены две комнаты по 12.00 кв.м. Итого, общая

жилая площадь чуть более 50.00 кв.м.

Стены из бруса толщиной 100 мм. Здание утеплено в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Для отопления используется банная печь прямой периодической топки (каменная закладка прогревается во время топки дымовыми газами, а пользоваться парильней можно только после окончания топки) из глиняного строительного кирпича. Топливник облицован огнеупорным кирпичом. Толщина стенки топливника – 250 мм (1 кирпич), толщина стенок остальных частей печи и дымохода – 120 мм (1/2 кирпича).

Первый этаж отапливается печью, мансардный — нагретым дымоходом.

Расчет необходимого для отопления количества теплоты

По общепринятым нормам для отопления такого помещения в холодный период, требуется источник (котел) мощностью 5.0 кВт/ч, работающий постоянно. С учетом коэффициента 0,7-0,8 для утепленного здания, достаточная мощность котла – 3.5-4.0 кВт/ч. Итого, необходимое за сутки количества тепла для отопления моей бани – 84.0-96.0 кВт.

Реальный расход при топке печи

Для эксперимента я выбрал один из периодов зимой, когда проживал в здании в течение недели при температуре наружного воздуха около -20°С. Начиная со второго дня, когда помещение прогрелось, расход дров на сутки составил две полных сумки (всего около 20 кг) или четыре вот таких охапки.

Топка производилась один раз в первой половине дня. Температура внутри помещения держалась всегда 20-22°С. Зная теплотворную способность дров – 4.2 кВт/(ч*кг), легко сосчитать, сколько тепла приходилось использовать для поддержания комфортной температуры. Время горения я не учитывал, так как топка производилась один раз в сутки продолжительностью примерно 1 час.

Итак, для отопления я затрачивал 4.2 кВт/(ч*кг) х 1 час х 20 кг = 84.0 кВт, то есть столько же, сколько удалось бы получить при помощи котла мощностью 3.5 кВт/ч.

Результат

При реальном сравнении оказалось, что печь на дровах при рациональном способе топки, имеет практически тот же КПД (коэффициент полезного действия), какого удается достичь при помощи обычного электрического, газового или твердотопливного котла, обеспечивающего систему отопления с жидким теплоносителем. А учитывая доступность дров по сравнению с другими видами топлива, печь на дровах оказывается экономичнее иных видов отопления.

Если правильно рассчитать мощность дровяной печи, рациональная топка позволит существенно экономить на топливе. При этом комфортность проживания в доме, отапливаемом печью, может быть не хуже, чем в зданиях с системой водяного отопления от котла.

Похожее

Кладка русской печи

Перед работой важно изучить проекты русских печей. Есть разные варианты, потому схема кладки может отличаться

Чертежи менять нельзя – надо строго соблюдать указанный порядок.

Для безопасности сооружения важна полная герметичность. Это обеспечивается следующими моментами:

Используйте качественный камень. Трещин быть не должно.
Швы в междурядьях толщиной в 0,5-0,8 см.
Не обмазывайте внутренние стенки глиной – на них будет откладывать сажа, потому теплопроводность снизится.
Разные отделы отличаются по толщине кладки от ¼ толщины кирпича до полной его длины.
Если кирпич керамический, то требуется его вымачивание, чтобы не забиралась влага из раствора.

Схема простейшей кирпичной печи для дачи и дома

Отопительная каменная печь в общем виде выглядит следующим образом:

Ниже уровня пола размещается фундамент, на который укладывается изоляция.
На пол устанавливаются шанцы — ножки, обеспечивающие прогрев нижней части.
Непосредственно над ними расположено поддувало, а также душник. Он нужен для равномерного прогрева по высоте.
От основной комнаты его отделяет поддувальная дверца.
Непосредственно над ним располагается топка. На её дно укладывается колосниковая решётка, являющаяся также сводом поддувала.
Прямо над дверцей топки расположен свод топки, за которым находится хайло или устье.
Выше начинаются прочистка, перевал и конвекторы.
Над прочисткой расположены две задвижки.
Почти на самом верху имеются выход душника в помещение, дымовой канал и перекрыша.
От потолка дымоход отделяет внутренняя разделка.
На самом верху расположено устье дымохода.

Схемы отопительных печей

Перед выбором стоит ознакомиться с вариантами устройства каждой конструкции.

Схема отопительной печи Устройство варочной печи Устройство отопительно-варочной печи

Сразу надо продумать систему установки. Ведь для каждой конструкции есть свои требования. Для тяжелых потребуется большой фундамент. Для варочных можно будет обойтись и небольшим плитным.

4a21b1eb90fc532b5417af3d3fc20fc3.jpe

Подготовительные работы

Для начала следует определиться с местом строительства будущей печи. Первый раз печь возводится тогда, когда строится жилье, а это значит, что форма и размеры печи уже определены, как и ее место нахождения.

Фото схемы фундамента для печи

Место расположения печи во многом зависит от планировки всего здания, и ее расположение должно быть таким, чтобы она эффективно обогревала все жилое пространство.
Если место определено, можно приступать к строительству фундамента. Его размеры должны быть несколько больше геометрических размеров печи. При его строительстве нужно положить гидроизоляцию.
Выполняя кладку, следует помнить, что швы должны быть минимальными, а ровность максимальная.
При выкладывании внутренних поверхностей дымоходов не должно быть никаких наплывов раствора, а поверхности должны быть ровными. Выделяющийся из швов лишний раствор желательно убрать. Тщательно должны быть выложены как боковые поверхности, так и углы.

Внимание: Фундамент должен выдержать вес конструкции. Поэтому его надо будет армировать Это придаст дополнительную жесткость.

Классификации печей

Каменка	Проточная	Глухая
Открытая	«Черная» печь периодического действия	Печь постоянного действия
Закрытая	Печь периодического действия	Печь постоянного действия или комбинированная

Поясним: если каменка проточная, то налитая вода прольется в топку. Поэтому приходится ждать, пока дрова догорят, потом только подавать воду. Так как горение прекращается, действие печки называют «периодическим». Соответственно печь постоянного действия не заливается водой и дрова могут гореть все время банных процедур.
На заметку! Чаще всего постоянного действия оказываются металлические печи, а периодического — кирпичные, но есть и исключения. Если же в кирпичной печи делается глухая каменка, то такую печь зовут комбинированной.

Инертность материала

Итак, костер горит, камни нагреваются, а что происходит с парилкой? Если нам надо нагреть камни градусов до 300-400, то вы представляете, как сильно может за это время нагреться воздух в парилке? И вот мы подходим к следующему важному моменту: роль материала в конструкции печей для бани, в частности агрегатов для парной.

Печи бывают либо кирпичные, либо металлические. Другого не дано. Первые считаются очень инерционными — для их нагрева нужны часы, как и для их остывания. Вторые способны раскалиться за полчаса и за это же время успеть перегреть парную. Отличное свойство печей для сауны!

Выбирая конструкцию, вы определяете для себя, насколько инерционным должен быть ее корпус. В вашем распоряжении не только «чистые» варианты: чисто кирпичная, чисто металлическая печка, но и комбинированные. Например, повысить инерционность металлической печки можно либо с помощью внутренней футеровки топливника и каменки, либо с помощью внешнего кожуха-саркофага. Более того — не исключен и вариант с кожухом и футеровкой одновременно).

Важно! Ответьте на вопрос, какое время на растопку печи для вас оптимально — именно оно определяет степень инерционности корпуса.

Дым

Что происходит при сгорании топлива? Выделяется тепло, образуются продукты сгорания — пар, газы и твердые вещества. Последние мы называем сажей, копотью, а все вместе — дымом. В момент выхода из топки эта смесь еще и раскалена до нескольких сот градусов. И если на ее пути не поставить какого-нибудь теплоемкого препятствия, все это тепло банально улетит в трубу, чтобы усилить парниковый эффект на нашей планете.

Впрочем, когда-то давно не только препятствий, но и труб не было. Потому что не из дерева же было их делать! Поэтому первая разновидность печей по способу удаления дыма — бездымоходная, «черная».

В простейшей версии это груда камней, уложенная сводом над костром. В современном варианте это кирпичный очаг, который удерживает все ту же груду камней от расползания. Но принцип тот же: развел костерок под камнями, дождался прогорания дров, выпустил дым на улицу через окошко или дверь — и можно париться, поливая нагретые камни водой.

Потом появляется дымосборник — сродни кухонной вытяжке — такой же отделенный от печи. Подобный вариант и сегодня можно встретить в бане.

Затем появляется труба дымохода. И если она без затей вставлена в печку (в топливник или каменку — не имеет значения), то такая печка будет называться прямоточной. Тепло тут у печных газов не отбирается, поэтому у нее самый низкий КПД.

Но тепло же жалко, поэтому мысль изобретателей пошла таким путем: а если увеличить путь, который проходит дым внутри печи? Так появилась система дымооборота, где дыму устраивается бег с препятствиями внутри каналов, которые ведут его вверх и вниз, либо по горизонтали вправо и влево. Система отличная для отбора тепла, но со своими недостатками — каналы, особенно горизонтальные, надо регулярно чистить, иначе тяги не будет.

Альтернативой системе дымооборота стала колпаковая печка. В ней нет каналов, она практически не зависит от тяги. Горячие печные газы, покидая топливник, оказываются под колпаком, где активно делятся теплом с массивом печи. Новые порции раскаленных печных газов поднимаются, вытесняя охладившиеся вниз и в трубу.

Однако все сказанное по поводу дымохода в первую очередь относится к кирпичным печкам. Редко встретишь металлическую печку с дымооборотом. Обычно они примитивные — прямоточные, разве что имеют рассекатели пламени. Да и размеры их намного меньше, чем у кирпичных, там и с ходами не разгуляешься, и материала теплоемкого нет — куда тепло отбирать?

Дымоходом печка заканчивается. Остается опциональное — бак или теплообменник, которые также могут указываться на схеме печи для бани. Но об этом лучше рассказать при разборе конкретных конструкций, к которым, собственно, мы и переходим.

Раствор для кладки печки

Важна тонкость и эластичность состава, отсутствие трещин после высыхания. Можно воспользоваться готовой смесью из магазина или сделать ее самому. Для этого нужна очищенная глина. Ее надо замочить в воде, через сутки замесить с песком – сначала на пробу делают несколько вариаций раствора, меняя пропорции. Из каждого формируют лепешки, толщина 1 см. Через 2-3 дня осматривают их – где меньше трещин, тот состав лучше.

Для однородности глины после размачивания ее протирают через сетку с ячейками в 0,5 см. Готовя раствор для топки, обычный песок лучше заменить шамотным порошок. С глиной его смешивать 1:3(4).

Схемы кирпичных мини-печей

Маленькие печи занимают небольшую площадь, размеры их оснований колеблются от 50 до 70 сантиметров в ширину и до 65—100 см в длину. Высота отопительного сооружения составляет от 1,5 до 2,3 метров. В печь встраивается варочный настил, духовой шкаф, водогрейный бак. Печниками также разработаны приборы, предназначенные только для отопления дома.

Небольшая отопительная конструкция

Это самое простое отопительное сооружение. Разберем модель следующих размеров:

ширина основания — 51 см;
длина основания (глубина) — 89 см;
высота — 238 см.

Мини-печку устанавливают в середине кухни или у стены. Оптимальная площадь обогрева — 20—35 метров. Вокруг печи возводят межкомнатные перегородки, что позволяет нагревать и кухню, и смежное помещение.

Внутри устройства находятся:

топочная камера;
поддувало;
дымовые каналы, ведущие в дымоход.

Топочная дверца мини-печки (чугунная или стеклянная) выбирается в зависимости от эстетических предпочтений хозяев дома. Дверца из жаростойкого стекла, через которую видно, как горят дрова, придает конструкции сходство с камином. В средней и верхней части печи устанавливают две дымовые задвижки. Для прочистки каналов есть одна дверца. Для возведения этой модели прибора потребуются:

260 штук кирпича керамического;
130 штук шамотного кирпича;
колосник (40х23 см);
топочная (30х20 см) и поддувальная (20х14 см) дверки;
2 дверцы для прочистных отверстий (20х40 см);
металлический предтопочный лист (50х70 см);
два листа рубероида размером 60х100 мм;
песок и глина (или готовая глиняно-песчаная смесь для кладки), глиняно-шамотная смесь.

Справка. Кладочный раствор увеличивает объем прибора на толщину швов.

Основание и верхняя часть мини-печи выкладывается керамическим кирпичом на глиняно-песчаном растворе. Топку кладут из шамотного кирпича на глиняно-шамотную смесь.

На длинной стороне основания умещается три с половиной кирпича, на короткой — 2 стандартных кирпича длиной 25 см. В высоту кладка состоит из 35 рядов.

Маленькая отопительно-варочная печка

Это модель мини-печи для отопления и приготовления еды — удобное и очень компактное сооружение. Оптимальная площадь обогреваемого помещения при минусовых температурах — 20—25 квадратных метров.

Устройство имеет следующие размеры:

длина основания (глубина) — 64 см;
ширина основания — 51 см;
высота — 215 см.

Конструкцию возводят на кухне. В прибор входят:

поддувало;
топочная камера;
дымовые каналы, ведущие в дымоход;
варочный настил;
ниша для духового шкафа.

Варочный настил из чугуна имеет отверстие, закрывающееся диском и кругом. В продаже есть и сплошные настилы. В нише для духовой камеры располагают металлическую духовку или водогрейный бачок с краном. Если нишу оставляют свободной, она служит для просушки вещей. Для возведения печки понадобится:

222 штуки керамического кирпича;
колосник (40х25 см);
дверца для топки (20х20 см);
дверца для поддувала (14х14 см);
варочный настил (35х38 см);
металлический духовой шкаф или водогрейный бачок;
железный предтопочный лист (50х70 см);
две дверцы для прочистных отверстий (20х14 см);
две задвижки;
кусок плоского шифера;
уголок стальной;
глина, песок или готовая глиняно-песчаная смесь для кладки.

Дуговые печи

Первая дуговая электропечь была установлена в России.

Устройство печи. Печь имеет рабочее окно и выпускное отверстие со сливным желобом. Питание печи осуществляется трехфазным переменным током, нагрев и плавление металла – электрическими мощными дугами, горящими между концами трех электродов и металлом, находящимся в печи. Печь опирается на два опорных сектора, перекатывающихся по станине.

Наклон печи в сторону выпуска и рабочего окна осуществляется при помощи реечного механизма. Перед загрузкой печи свод, подвешенный на цепях, поднимают к порталу, затем портал со сводом и электродами отворачивается в сторону сливного желоба и печь загружают бадьей с металлом.

Электрододержатели служат для подвода тока к электродам и для зажима электродов. Головки электрододержателей делают из бронзы или стали и охлаждают водой, поскольку они сильно нагреваются как теплом из печи, так и контактными токами. Электрододержатель должен плотно зажимать электрод и иметь небольшое контактное сопротивление.

В настоящее время наиболее распространен пружиннопневматический электрододержатель. Зажим электрода осуществляется при помощи неподвижного кольца и зажимной плиты, которая прижимается к электроду пружиной. Отжатие плиты от электрода и сжатие пружины происходят при помощи сжатого воздуха.

Электрододержатель крепится на металлическом рукаве – консоли, который скрепляется с Г-образной подвижной стойкой в одну жесткую конструкцию. Подвижная стойка может перемещаться вверх или вниз внутри неподвижной коробчатой стойки. Три неподвижные стойки жестко связаны в одну общую конструкцию, которая находится на платформе опорной люльки печи в состоянии покоя до включения. Перемещение подвижных телескопических стоек происходит или с помощью системы тросов и противовесов, приводимых в движение электродвигателями, или с помощью гидравлических устройств.

Механизмы перемещения электродов должны обеспечить быстрый их подъем в случае обвала шихты в процессе плавления, а также плавное опускание во избежание их погружения в металл или ударов о нерасплавившиеся куски шихты. Скорость подъема электродов составляет 2,5–6,0 м/мин, скорость опускания 1,0–2,0 м/мин.

Во время плавления электроды прорезают в шихте три колодца, на дне которых накапливается жидкий металл. Для ускорения расплавления печи оборудуются поворотным устройством, которое поворачивает корпус в одну и другую сторону на угол 80°. При этом электроды прорезают в шихте уже девять колодцев. Для поворота корпуса печи приподнимают свод, поднимают электроды выше уровня шихты и поворачивают корпус при помощи зубчатого венца, прикрепленного к корпусу, и шестерен. Корпус печи опирается на ролики.

Ток в плавильное пространство печи подается через электроды, собранные из секций, каждая из которых представляет собой круглую заготовку диаметром от 100 до 610 мм и длиной до 1500 мм. В малых электропечах используют угольные электроды, в крупных – графитированные. Графитированные электроды изготовляют из малозольных углеродистых материалов: нефтяного кокса, смолы, песка. Электродную массу смешивают и прессуют, после чего сырая заготовка обжигается в газовых печах при температуре 1300 °C и подвергается дополнительному графитирующему обжигу при температуре 2600–2800 °C в электрических печах сопротивления. В процессе эксплуатации в результате окисления печными газами и распыления при горении дуги электроды сгорают.

По мере укорочения электрод опускают в печь. При этом электрододержатель приближается к своду. Наступает момент, когда электрод становится настолько коротким, что не может поддерживать дугу, и его необходимо наращивать. Для наращивания электродов в концах секций сделаны отверстия с резьбой, куда ввинчивается переходник-ниппель, при помощи которого соединяются отдельные секции. Расход электродов составляет 5–9 кг/т выплавляемой стали.

Электрическая дуга – один из видов электрического разряда, при котором ток проходит через ионизированные газы, пары металлов. При кратковременном сближении электродов с шихтой или друг с другом возникает короткое замыкание. Идет ток большой силы, концы электродов раскаляются добела. При раздвигании электродов между ними возникает электрическая дуга. С раскаленного катода происходит термоэлектронная эмиссия электронов, которые, направляясь к аноду, сталкиваются с нейтральными молекулами газа и ионизируют их. Отрицательные ионы направляются к аноду, положительные – к катоду. Пространство между анодом и катодом становится ионизированным, токопроводящим. Бомбардировка анода электронами и ионами вызывает сильный его разогрев. Температура анода может достигать 4000 °C. Дуга может гореть на постоянном и на переменном токе. Электродуговые печи работают на переменном токе. В Германии построена электродуговая печь на постоянном токе.

В первую половину периода, когда катодом является электрод, дуга горит. При перемене полярности, когда катодом становится шихта — металл, дуга гаснет, так как в начальный период плавки металл еще не нагрет и его температуры недостаточно для эмиссии электронов. Поэтому в начальный период плавки дуга горит неспокойно, прерывисто. После того как ванна покроется слоем шлака, дуга стабилизируется и горит более ровно.

Электрооборудование. Рабочее напряжение дуговых печей составляет 100–800 В, а сила тока измеряется десятками тысяч ампер. Мощность отдельной установки может достигать 50–140 МВ ∙ А. К подстанции электросталеплавильного цеха подают ток напряжением до 110 кВ. Высоким напряжением питаются первичные обмотки печных трансформаторов.

В электрооборудование дуговой печи входят следующие приборы, предназначенные для проведения ремонтных работ на печи.

Воздушный разъединитель – предназначен для отключения всей электропечной установки от линии высокого напряжения вовремя.
Главный автоматический выключатель – служит для отключения под нагрузкой электрической цепи, по которой протекает ток высокого напряжения. При неплотной укладке шихты в печи в начале плавки, когда шихта еще холодная, дуги горят неустойчиво, происходят обвалы шихты и возникают короткие замыкания между электродами. При этом сила тока резко возрастает. Это приводит к большим перегрузкам трансформатора, который может выйти из строя. Когда сила тока превышает установленный предел, выключатель автоматически отключает установку по сигналу реле максимальной силы тока.
Печной трансформатор – необходим для преобразования высокого напряжения в низкое (с 6–10 кВ до 100–800 В). Обмотки высокого и низкого напряжения и магнитопроводы, на которых они помещены, располагаются в баке с маслом, служащим для охлаждения обмоток. Охлаждение создается принудительным перекачиванием масла из трансформаторного кожуха в бак теплообменника, в котором масло охлаждается водой. Трансформатор устанавливают рядом с электропечью в специальном помещении. Он имеет устройство, позволяющее переключать обмотки по ступеням и таким образом ступенчато регулировать подаваемое в печь напряжение. Так, трансформатор для 200-тонной отечественной печи мощностью 65 МВ ∙ А имеет 23 ступени натяжения, которые переключаются под нагрузкой, без отключения печи.

Участок электрической сети от трансформатора до электродов называется короткой сетью. Выходящие из стены трансформаторной подстанции фидеры при помощи гибких водоохлаждаемых кабелей подают напряжение на электрододержатель. Длина гибкого участка должна позволять производить нужный наклон печи и отворачивать свод для загрузки. Гибкие кабели соединяются с медными водоохлаждаемыми шинами, установленными на рукавах электрододержателей. Трубошины непосредственно присоединены к головке электрододержателя, зажимающей электрод.

Кроме указанных основных узлов, в электрическую сеть входят различная измерительная аппаратура, подсоединяемая к линиям тока через трансформаторы тока или напряжения, а также приборы автоматического регулирования процесса плавки.

Автоматическое регулирование. По ходу плавки в электродуговую печь требуется подавать различное количество энергии. Менять подачу мощности можно изменением напряжения или силы тока дуги. Регулирование напряжения производится переключением обмоток трансформатора. Регулирование силы тока осуществляется изменением расстояния между электродом и шихтой путем подъема или опускания электродов. При этом напряжение дуги не изменяется. Опускание или подъем электродов производится автоматически при помощи автоматических регуляторов, установленных на каждой фазе печи. В современных печах заданная программа электрического режима может быть установлена на весь период плавки.

Устройство для электромагнитного перемешивания металла. Для перемешивания металла в крупных дуговых печах, для ускорения и облегчения проведения технологических операций скачивания шлака под днищем печи в коробке устанавливается электрическая обмотка, которая охлаждается водой или сжатым воздухом.

Обмотки статора питаются от двухфазного генератора током низкой частоты, что создает бегущее магнитное поле, которое захватывает ванну жидкого металла и вызывает движение нижних слоев металла вдоль подины печи в направлении движения поля. Верхние слои металла вместе с прилегающим к нему шлаком движутся в обратную сторону. Таким образом можно направить движение либо в сторону рабочего окна, что облегчит выход шлака из печи, либо в сторону сливного отверстия, что будет благоприятствовать равномерному распределению легирующих сталей и раскислителей, усреднению состава металла и его температуры.

Эксплуатация устройства

После того как конструкция выложена, она просушивается. В летнее время это займёт 2 недели. Если кладка велась в осенне-зимний период, печку начинают подтапливать мелкими щепками по 30 минут один-два раза в день. Для дополнительной вентиляции, открываются все прочистные дверцы и задвижки (если идёт дождь — не открывают).

Фото 2. Готовая печь 3 на 3 кирпича. Устройство установлено около стены, имеет очень компактные размеры.

Когда с поверхности исчезнут влажные пятна, а на металлических элементах перестанет выпадать конденсат — конструкция просушилась. После этого, проводится контрольная топка — несколько часов печь протапливается в полную силу при максимальной тяге. Если в районе топливника не образовалось трещин в кладке (мелкие трещинки-паутинки допустимы), то печь готова к работе.

Внимание! Нельзя сразу сильно топить печь — это вызовет растрескивание кладки и выведет конструкцию из строя ещё до начала эксплуатации. В итоге весь этап строительства займёт в среднем 1 месяц:

В итоге весь этап строительства займёт в среднем 1 месяц:

подготовка фундамента — 10 дней;
кладка печи и дымохода — 1—2 дня;
просушка конструкции — 14—21 день, в зависимости от времени года.

По истечении этого срока, если не было выявлено никаких недочётов, можно начинать топить печь в полную силу.

Как топить печь на дровах

Чтобы эффективно использовать печь на дровах, необходимо топить ее, руководствуясь физическими законами и здравым смыслом. Слово «правильно» использовать здесь неуместно, потому что именно правила в целях безопасности требуют осуществлять топку при максимальной тяге.

Влияние тяги

На самом деле, как раз регулирование тяги и позволяет добиться максимального положительного эффекта от топки. Уменьшив тягу, можно снизить интенсивность горения топлива. При этом массив печи будет получать то же самое количество тепла за определенный промежуток времени, как и при максимальной тяге, но дрова будут гореть немного дольше.

Прикрывать поддувало, чтобы уменьшить интенсивность горения, как считают многие, нецелесообразно – горение замедлится, но только лишь потому, что для процесса недостаточно кислорода. А ведь именно его наличие в топливнике повышает температуру пламени. Соответственно, при закрытой дверке поддувала, дрова будут просто тлеть, выделяя минимум теплоты. К тому же, при такой топке происходит оседание сажи на стенках дымохода вследствие того, что дымовые газы имеют низкую температуру, недостаточную для процесса самоочищения трубы.

Отрицательное влияние неплотно закрытой двери топливника или наличия зазоров между ней и кладкой на качество сгорания дров – вопрос спорный. В хорошо сложенной печи через дверку будет подтягиваться воздух в камеру сгорания, повышая тем самым температуру пламени, а это никак не снизит качество топки. Другое дело – пожарная безопасность. Топить нужно при плотно закрытой дверке.

Какое топливо использовать

Дрова необходимо хранить в дровянике, чтобы они были всегда сухими
Для топки печи необходимо использовать хорошо высушенные дрова из древесины лиственных пород – ольхи, осины, березы. Сырые дрова будут гореть плохо, образуя большое количество пара, препятствующего выходу дыма из печи. Березовые дрова дают большое количество тепла при сгорании, но сырые поленья способствуют выделению дегтя, который оседая на стенках дымохода, ухудшает эксплуатационные характеристики печи.

Для постоянного использования печи в качестве отопления, необходимо заблаговременно, до начала холодного сезона, позаботиться о создании запаса сухих дров. Чтобы не остаться в зиму без сухих дров, лучше заготавливать их еще весной. В последнее время в продаже появился сравнительно новый вид топлива – отходы древесины – стружки и опилки, сформованные в топливный брикет. Теплотворная способность такого топлива больше, оно всегда готово к применению, но и цена его выше, чем у дров.

Порядок топки

Чтобы растопить печь, нужно сначала небольшое количество топлива – дрова или брикеты положить в центр колосниковой решетки. Если печь давно не топилась, возбудить тягу в дымоходе сразу не получиться. Большая закладка топлива образует много дыма, который будет выходить из топки и поступать в помещение через дверь топливника и поддувала. Чтобы этого не произошло, предварительно нужно сжечь в топке небольшое количество топлива, например, свернутую в трубку газету.

Когда появиться тяга, можно разжигать дрова при полностью открытой задвижке. Пока пламя не охватит всю закладку дров, не рекомендуется открывать дверь топки, ворошить дрова, прикрывать задвижку. После того, как вся закладка разгорится, можно понемногу, прикрывать задвижку, ограничивая тягу. Делать это нужно осторожно, чтобы дым не пошел в помещение, что может произойти, если тяги недостаточно. Пламя должно не пожирать дрова с треском, гудя в трубе, а гореть устойчиво и спокойно. Тогда максимальное количество тепла останется в печи, а не улетит на улицу.

Чтобы добавить топливо в печь, сначала нужно закрыть дверку поддувала, а после открывать топочную дверь. Это предотвратит выброс дыма в помещение. Если добавляется большое количество топлива, можно приоткрыть задвижку, но лучший результат будет, если добавлять дрова в небольшом количестве, но часто. После того, как дверь топливника закрыта, поддувало необходимо открыть.

По мере сгорания топлива, нужно прикрывать задвижку. Закрывать ее совсем можно только когда в топке не останется ни одного тлеющего уголька. Иначе угарный газ будет поступать в помещение и может вызвать отравление присутствующих. После завершения топки необходимо тщательно проветрить помещение, используя вентиляцию, чтобы удалить из него остатки дыма, которые могли поступать из печи во время горения топлива. Открывать печь до следующей топки не рекомендуется.

Уход за печами

Для того, чтобы печь на дровах всегда эффективно и бесперебойно работала, необходимо соблюдать несложные правила эксплуатации:

своевременно удалять золу из зольника и поддувала для лучшей подачи воздуха в топливник;
контролировать работоспособность задвижек, дверец, колосниковых решеток, так как от этого зависит наличие тяги и плотность закрытия печи, а также создание условий для эффективного сгорания топлива;
осуществлять чистку дымоходов, так как забитые сажей каналы ухудшают тягу.

Ерш для механической чистки дымохода

Зола просто удаляется при помощи печного совка. Исправность печного литья проверяется путем осмотра, а вот с каналами дымоходов все гораздо сложнее. Обнаружить, что они забиты сажей, можно только, когда тяга уже снизиться настолько, что топить печь будет сложно. Тогда потребуется механическая чистка каналов при помощи специальных инструментов. Чтобы не допускать этого, нужно просто соблюдать три простых правила:

не топить печь сырыми дровами или обрезками хвойных пиломатериалов, а также не сжигать в печи бытовой мусор;
всегда во время топки держать поддувало открытым;
не заканчивать топку печи, пока дымоход не прогреется.

В качестве профилактических мероприятий, предупреждающих образование сажи в дымоходе, можно посоветовать сжигать в конце топки несколько осиновых поленьев или немного картофельных очисток. Осина обеспечит высокую температуру, при которой сажа просто выгорает, а крахмал, содержащийся в картофеле, вместе с паром будет размягчать отложения, которые впоследствии просто будут вылетать через трубу крупными хлопьями.

Неплохой результат для защиты дымохода от сажевых наслоений, дает поваренная соль – достаточно горсть ее бросить прямо на горящие дрова. Очистить слой сажи этот способ не поможет, но от образования новых слоев, наверняка, убережет.

Особенности порядовок печей из кирпича

Печи нередко служат украшением интерьера, поэтому их облицовывают клинкером, изразцами, плиткой. Диагонали в первом ряду тщательно вымеряют, а в центре дымохода подвешивают отвес, который снимают на последних рядах трубы. Также диагонали контролируют через каждые 4 ряда, а на каждом ряду натягивается при укладке шнур, который проверяется правилом. Вместо цементно-песчаного раствора рекомендуется использовать глину, независимо от типа строящейся печи. Уже готовые сухие растворы существенно экономят время, затрачиваемое на подготовку глины. Чтобы состав быстро не высох, перед укладкой кирпич нужно смочить водой.

Расходов при эксплуатации будет меньше, если внутри конструкции не окажется прямоугольных уступов. С этой целью при создании напуска (уступа) камень примеряют без раствора, очерчивают линию напуска, а лишний материал срезают болгаркой. Внутренние швы при кладке регулярно контролируются, а лишний раствор время от времени удаляется. Трубу после завершения работ прочищают.

Кирпичные печи выкладывают из нескольких материалов:

наружной облицовки;
кладочного кирпича (основная конструкция);
шамот – огнеупорным материалом выкладывают места, подвергающиеся сильному нагреву (топка, под);
кирпич с гранями высокой плотности – находятся внутри печи.

Глиняный кирпич нельзя перемешивать с шамотным, а духовые шкафы, варочные панели, прутья и решетки колосников, водяные баки в кладку не вмуровывают – это связано с различными коэффициентами расширения при нагреве. Если металлические элементы жестко вмуровать в кладку, то конструкция в скором времени разрушится.

Характеристика печного отопления

Топливо сжигается в печи периодически, поэтому теплота поступает в помещение неравномерно, и в нем наблюдается нестационарный тепловой режим. Наибольшая теплоотдача печи приходится на конец топки, когда температура ее стенок достигает максимума. Наименьшая теплоотдача относится ко времени перед началом очередной топки.

Изменение теплоподачи в помещение характеризуют коэффициентом неравномерности теплопередачи печи, выражающим отношение полуразности максимальной и минимальной теплопередачи печи к ее среднему значению. Коэффициент неравномерности теплопередачи зависит от числа топок в сутки и определяется для каждой конструкции печи экспериментально.

Колебания теплоподачи вызывают изменение температуры воздуха и радиационной температуры помещения. При печном отоплении происходит постоянное изменение температуры помещения, зависящее от его теплоустойчивости. Как известно, чем больше способность ограждений и оборудования помещения поглощать теплоту, тем выше его теплоустойчивость. Достаточно теплоустойчивым считают помещение, в котором при неравномерно передающей теплоту отопительной печи обеспечиваются колебания температуры воздуха в пределах ±3 °С.

Печное отопление имеет распространение и в настоящее время как электрическое отопление полов. В России почти треть жилищного фонда (в основном за счет старых домов в сельской местности) оборудована печами. При новом капитальном строительстве печное отопление применяется ограниченно.

По действующим нормам не допускается применение печей для отопления производственных помещений категорий А, Б и В. Устройство печного отопления в городах и населенных пунктах городского типа должно специально обосновываться.

Печное отопление допускается в жилых и административных зданиях при числе этажей не более двух (не считая цокольного этажа), небольших общественных зданиях (например, в общеобразовательных школах при числе мест не более 80), производственных помещениях категорий Г и Д площадью не более 500 м2. Печное отопление часто устраивается в садовых домиках.

Распространение печного отопления объясняется его достоинствами: меньшей стоимостью устройства по сравнению с другими видами отопления, малой затратой металла (только на колосниковую решетку, дверцы, задвижки, иногда на каркас), простотой устройства и обслуживания, независимостью отопления отдельных помещений, одновременным обеспечением вентиляции помещений.

Достоинства

Недостатки

Достоинства печного отопления свидетельствуют о его широкой доступности. Однако установленные ограничения в отношении дальнейшего распространения (отметим еще раз, что печное отопление иногда допускается, но никогда не рекомендуется) отражают его серьезные недостатки.

Недостатки печного отопления: пониженный уровень теплового комфорта по сравнению с водяным отоплением (нестационарный тепловой режим, а также переохлаждение нижней зоны помещения), затруднения при эксплуатации (заботы о топливе, уход за печью, загрязнение помещения), повышенная пожарная опасность, возможность отравления окисью углерода при неправильном уходе за печью, потеря (до 5 %) рабочей площади помещения.

Рисунок1. Направление движения воздуха в помещении при расположении отопительной печи у внутренней стены

При печном отоплении печи обычно размещают в помещениях у внутренних стен, используя эти стены для прокладки дымовых каналов. Однако при проектировании печного отопления следует стремиться к минимальному количеству отопительных приборов (про их размещение) путем рационального их размещения. Следует соблюдать принцип, при котором теплоотдача выходящей в каждое помещение части нагретой печи полностью возмещала бы его тепловые потери (рисунок 3). При этом облегчается вывод дымовых каналов в атмосферу, сокращается длина оголовков (участков каналов над кровлей), что улучшает тягу в печах. Однако при таком расположении печей переохлаждается нижняя зона помещений. Потоки воздуха, нагревающегося у поверхности печи, поднимаются к потолку помещения. Потоки воздуха, охлаждающегося у поверхности наружных ограждений, опускаются к полу. В помещении устанавливается циркуляция воздуха, показанная на рисунке1. В результате охлажденный воздух перемещается вдоль пола в сторону печи, нарушая нормальное самочувствие людей, находящихся в помещении.

Такой циркуляции воздуха с холодным дутьем по ногам людей можно избежать, переместив печь в помещении к наружным ограждениям. Но в этом случае потребуется утепление дымовых каналов в наружных стенах во избежание конденсации на их внутренней поверхности влаги из отводимых дымовых газов. При этом все же неизбежны ухудшение тяги в печи, дополнительное загрязнение помещения при переносе топлива, золы и шлака.

При устройстве печного отопления не допускаются отвод дымовых газов в вентиляционные каналы, а также установка вентиляционных решеток на дымовых каналах.

Следовательно, каналы обеих систем — печного отопления и естественной вытяжной вентиляции — должны быть обособлены во избежание нарушения их действия.

Рисунок 2. Оптимальное размещение печи в трехкомнатной квартире.

Печи в здании размещают так, чтобы одна печь обогревала не более трех помещений, расположенных на одном этаже (рисунок 2). В здании с коридорной системой связи помещений печи устанавливают таким образом, чтобы обслуживание осуществлялось из коридоров или подсобных помещений, имеющих окна с форточками и оборудованных естественной вытяжной вентиляцией. В двухэтажных зданиях можно устраивать двухъярусные печи как обособленные, так и с одной общей топкой на первом этаже.

Рисунок 3. Варианты размещения отопительных печей: А — в центре, или с небольшим смещением от центра; Б — угловое размещение печи; В — пристенное размещение печи с наличием вентиляторов для создания тепловых потоков; 1 — печь; 2 — вентиляторы; 3 — потоки теплого воздуха.

«Буслаевская» печь: проекты

В конструкции имеется встроенная вытяжка. Печь отличается небольшими размерами. Она идеально подходит для любого частного дома, поскольку позволяет не только обогревать помещения, но и готовить пищу. Несмотря на компактный размер, печь хорошо обогревает просторные помещения, поэтому существую готовые проекты домов с печкой .

Специальные схемы кладки печей из кирпича помогут выполнить работу без проведения сложных расчетов.

Для укладки потребуются такие материалы:

дверцы — топки (0,2х0,25 метра), ВК (0,39х0,5 метра), поддувала (0,14х0,14 метра);
огнеупор – 43 штуки;
полнотелый кирпич – 382 штуки;
духовка-шкаф 28х33х50 сантиметра;
чугунная плита 0,7х0,4 метра с конфорками (съемными кольцами разного диаметра);
задвижки – паровытяжная (12х13 сантиметров) и дымовая (12х25 сантиметров);
решетка – колосник 30х20 сантиметров;
уголок – три заготовки равнополочного проката длиной 1 метр и размером 45х45 миллиметров;
сталь – кусок 0,3х0,28 метра;
полоса – по 4 куска метровых (4-х миллиметровка), 0,25 метра (2-х миллиметровка), 0,35 метра (3-х миллиметровка);
плита из чугуна – 0,4 х0,25 метра; 40х15 сантиметров.

Проекты печей из кирпича такого типа выглядят следующим образом:

Полный ряд.
Дверца поддувала.
Проем окна для прочистки.
Низ духовки выкладывается из огнеупора, три стороны обкладываются железом.
Монтаж топочной двери, колосника, под топкой – огнеупора, перекрытие прочистки, дверцы поддувала.
Установка ДШ.
Укладка огнеупора на ребро вокруг ДШ.
Укладка по схеме.
Выполняется верхняя обмазка глиной духовки (1 сантиметр), перекрытие ДТ, прикрепляется плита с конфорками.
Монтаж дымооборота с прочистными окнами, плита не закладывается. В дальнейшем кирпич ставится на ребро.
Выполняется перекрытие чистки, создаются каналы, укладываются 25-сантиметровые полосы.
Оканчиваются чистки, вмуровывается крепежная проволока.
Укладывается колпак.
Монтаж перекрытия ВК, при этом вытяжки остаются.
Выкладываются печурки по схеме.
Малая печурка оканчивается листовым железом, кладка выполняется по порядовке печи из кирпича .
Выкладывается прочистное отверстие большой печурки, грани боковых стенок каналов стесываются.
Кладка выступов.
Выполняется дублирование выступов и монтаж уголка.
Дымоход БП перекрывается аналогично 19 ряду.
Изготавливается трехрядная шейка, размер дымохода уменьшают до сечения 26х13 сантиметров для верхней задвижки.
Создается дымоход с разделками, на этом и последующих рядах.

Размеры конструкции увеличиваются при использовании клинкерного облицовочного кирпича, поэтому использовать их вместо полнотелого материала не рекомендуется. При отделке изразцами обеспечивается долговечность (материал служит десятки лет), кроме того, его можно демонтировать для облицовки других отопительных конструкций.

Как правильно сложить кирпичную печь. Инструкция по ходу работ

Перед началом работ стоит ознакомиться с порядовкой выбранного типа печи. Наглядные схемы подскажут, в каком порядке класть кирпичи.

После выбора вида грубки и ее порядовки можно приступать к инструкции, как построить в доме печь из кирпича. Это пошаговое руководство подойдет тем, кто хотел бы получить печное оборудование с варочной панелью.

До уровня пола ряды кирпичей укладываются на цементно-песчаный раствор сплошным рядом. Кладку нужно регулировать точно уровнем и отвесом, чтобы она была ровной и прочной. От этого зависит устойчивость конструкции.
После того, как проложили первый ряд, начинают устанавливать поддувальную камеру.
Перед укладкой второго ряда кирпичей монтируют дверцу для поддувала. В ее углах есть специальные петли, через них продевается проволока из стали, которую укладывают в швы кладки. Чтобы она не сдвинулась и не перевернулась, ее подпирают кирпичами (но раствором не обрабатывают, это временная мера).
Второй ряд укладывается так, как нарисовано в порядовках. Формируется поддувало.
Далее используется шамот, на схемах обозначают желтым цветом. После кладки над поддувалом монтируют решетку.
На четвертом ряду кирпичей начинают выкладывать два канала для очистки грубки от скопившейся сажи. Каждая камера оснащается отдельной дверцей.
В пятом ряду кладется колосниковая решетка. Её можно правильно уложить специальные углубления, которые есть в кирпичах нижнего ряда. Все последующие ряды нужно обязательно выкладывать огнеупорными кирпичами.
Колосниковая решетка правильно ляжет только в случае точной кладки. Каждый ряд нужно проверять уровнем.
Перед началом укладки шестого ряда устанавливается топочная дверца. Её временно фиксируют столбиком из кирпичей, который укладывают на колосники. Чтобы она не выпала, можно подпереть деталь металлической или деревянной рейкой.
С седьмого ряда начинается создание газоходов. Для этого вертикальные стенки укладываются кирпичами, установленными на ребро.
Перед укладкой девятого ряда у кирпича выбивают четверть. Его укладывают таким образом, чтобы он фиксировал дверцу топки. Проволока от нее укладывается в этот же ряд кладки, что помогает её окончательно закрепить.
Если будет делаться варочная плита для работы с казанами или другой посудой, её прокладывают в 11 ряду. Укладывают на верхний проем кирпичей, переднюю часть оформляют стальным уголком. Уплотнителем служит базальтовый картон или асбестовый шнур.
12-16-й ряды являются камерой над чугунной плитой. Перед тем как начать перекрывать варочную нишу, нужно проложить стальные полосы. Они будут основанием для кладки 17-го ряда.
Переднюю часть 17-го ряда нужно дополнительно декорировать металлическим уголком.
18-й и 19-й ряд выкладывают всплошную, устанавливаются три вертикальных теплообменника.
20-й ряд кладки – размещение горизонтальных каналов и дверцы для регулярной очистки печи от нагара и копоти. С этого момента начинается строительство сушильной камеры, если она предусмотрена.
22-й ряд – перекрытие дверцы.
С 23-го ряда начинают работать с горизонтальным газоходом. На этом этапе контролируют, чтобы открытыми были только отверстия в вертикальных каналах. Над сушильной камерой прокладывают металлические полосы.
Укладывают 24-й ряд кирпичей.
В ряду 25-28 устанавливается еще одна дверца для очистного канала. На этом моменте можно перекрыть печную нишу.
На два оставшихся вертикальных газохода монтируют задвижки. Сначала устанавливаются рамки, потом – перегородки.
31-35-й ряды становятся переходным участком к дымоходу.
На участке 36-38-го ряда оформляют распушку.

На этом кладка печки своими руками из кирпича завершена. Далее нужно переходить к конструированию дымохода. Его выкладывают с первого ряда грубки и завершают там, где указано в порядовке. В приведенном примере это 26-й по счету ряд. Если есть необходимость, дымоход делается выше.

В третьем ряду дымохода нужно установить специальную дверцу. Она необходима для того, чтобы очищать его от продуктов сгорания. На 27-м ставят центральную заслонку. Начиная с 31-го ряда сечение начинают постепенно уменьшать, чтобы трубу можно было вывести наружу.

В месте, где труба из печи будет проходить через потолок, нужно проложить слой негорючего материала. Обычно используют керамзит и минеральные утеплители.

Варианты порядовки печей

Это основные популярные варианты. Стоит внимательно рассмотреть схемы перед началом строительных работ – в них поэтапно показано, как и в какой последовательности нужно класть материалы.

Порядовка шведской печи.

Порядовка «голландки».

Порядовка русской печи.

Порядовка печи для бани.

Порядовка печи Кузнецова.

Кратко о монтаже духового шкафа и теплообменного регистра

В некоторых конструкциях предусмотрена установка духового шкафа. Его нужно монтировать в таком месте, где его бы омывало максимальное количество потоков тепла. Оптимальная зона – переход от топки к теплообменнику. На боковые стенки горизонтального газохода укладывают уголки из металла. В точках, где духовой шкаф прикасается к стене, прокладывают асбестовый шнур или базальтовый картон в качестве уплотнителя.

Теплообменный регистр ставят в самой горячей зоне печки. Располагаться может в начале газохода, в задней части топки или под колпаком (для безоборотных вариантов).

Собрать печь из кирпича для частного дома – несложная задача. При наличии необходимых инструментов, схем и качественного материала можно сделать производительную и прочную грубку для регулярного использования.