Печки

Печки

 Прежде чем приступить к строительству печи, нужно разобраться, а какой вообще должна быть наша печь? Слишком мощная печь займет много места, потребует дополнительных затрат на установку и т. д. Слабенькая печка не протопит баню. Практика показывает, что для бревенчатой бани следует подбирать печку из расчета 1,4 - 1,8 кВт/м2 площади парилки. Для бани с панельными стеновыми конструкциями, общая теплоемкость которой ниже, а теплоизоляционные качества выше, необходимо 0,6-0,8 кВт/м2.

Для горения дров требуется 2 м2 воздуха на каждый килограмм дров. Для обеспечения печи воздухом в таком количестве в проект бани лучше всего закладывать конструкцию дровяной каменки, в которой топка и поддувало находятся в предбаннике. При этом сама печь будет находиться в парной. Если же планировка бани или конструкция печи не позволяют разместить печь таким образом, каменку ставят в парилке недалеко от двери и желательно против окна. Такое расположение позволяет не носить далеко дрова и обеспечивает видимость топки, что необходимо при контроле за горением дров. Сама парная должна быть обеспечена вентиляцией или при топке печи входная дверь должна быть приоткрыта, для свободного замещения сгоревшего воздуха. 
По характеру горения печи разделяют на печи периодического и постоянного горения. Печи периодического действия — это, как правило, печи простых конструкций. Эти печи имеют достаточно высокий КПД. При использовании таких печей "в баньку идут" только после того, как прогорят дрова. В них каменная засыпка нагревается открытым пламенем и в нижней части ее температура достигает 900°С, а вверху — 500°С. При меньших температурах на камни ложится сажа. Она поднимается в воздух вместе с паром, когда на рас­каленные камни льют воду. Камни в небольших печах постоянного нагревания постепенно покрываются сажей, поэтому их надо периодически очищать: через 3-4 месяца. Затем, с течением времени, камни покрываются трещинами и начинают крошиться. Через 2-3 года их заменяют. В печах с постоянным горением камни отделены от топки толстым стальным листом или располагаются вокруг трубы. Температура их нагрева значительно ниже (300 - 500°С). Поддавать пар можно при горении дров. В такой баньке и угореть, и приготовить хороший пар сложнее, нужно постоянно поддерживать огонь в топке. Каменки постоянного горения требуют больше топлива, но зато позволяют находиться в парилке сколько угодно.
По способу расположения камней печи делятся на печи с открытой и закрытой каменкой. При открытой каменке камни укладывают непосредственно над топливником. Такая каменка быстро нагревается, также быстро и остывает. Применяется такая печь при небольшом количестве посетителей: 3 - 4 человека. Быстро протопили печь, быстро попарились. В печах с закрытой каменкой камни находятся в печи. Такую печь протапливают в течение 2 - 4 ч. После чего печь создает высокую температуру в парной во время парения, и в последующие один-два дня, когда баню используют как прачечную. В этих печах над камнями сделана паровая дверца, куда плещут воду. Пока горит топливо, дверца закрыта и дым не поступает в помещение. Перед походом в баню дверку открывают, прогревая парильную до 40 - 50°С.
По виду топлива печи делятся на твердотопливные, газовые, электрические и жидкотопливные. Для горе­ния в твердотопливных печах используют дрова, угольные и торфяные брикеты и т.п. Печи на газовом топливе экономичные, не угарные и обладают, пожалуй, самым высоким КПД. Однако они применяются только при централизованном газоснабжении. Электрические печи самые экологически чистые, не требуют дымовой трубы. Но они самые дорогие в эксплуатации, т.к. электроэнергия не самый дешевый вид топлива. Печи на жидком топливе используются в основном в общественных банях, т.к. из-за специфического запаха топливник и поддувало требуют размещения их в отдельном помещении. Кроме того, нужно создавать хранилище под жидкое топливо.
И, наконец, печи можно подразделить по весу. Печи весом до 750 кг не требуют фундамента и устанавливаются на балки перекрытия. Чтобы равномерно распределить на пол нагрузку от печи, ее основание должно опираться на металлический лист (2 - 3 мм), под который укладывают асбестокартон, что позволит надежно защитить пол от возможного возгорания. Тяжелые печи требуют устройства фундаментов. К тяжелым печам относятся, чаще всего, печи с периодическим горением с закрытой каменкой и сделанные из кирпича. К легким печам можно отнести все печи, сделанные по типу "буржуйка" промышленным или кустарным способом. Вес печи напрямую зависит от количества камней в каменке и типа дымовой трубы. Вес можно уменьшить, если заменить кирпичную трубу на современную трехслойную, сделанную из стали и подвешенную к чердачному перекрытию и крыше.
Камни должны иметь малый коэффициент расширения при нагреве, чтобы не вызывать образование трещин в печи, не растрескиваться при нагреве и плескании на них воды, обладать большой теплопроводностью. Лучше всего использовать булыжники размером до 100 - 150 мм, тёмного или серого цвета. Подбирают камни округлой формы, чтобы между ними свободно проходили пламя и дым, а также обеспечивался равномерный нагрев. В каменку добавляют 20-30% чугунных чушек или крупного чугунного лома для "жара". Располагать болванки или чурки следует вертикально, чтобы они проводили тепло снизу вверх. Неплохим заменителем камней для верхнего слоя каменной засыпки являются битые керамические изоляторы от высоковольтных линий электропередач. Они термостойки и выдерживают резкие изменения температуры.
Обычно в книгах, описывающих строительство печей-каменок, рекомендуют засыпать 35 - 45 кг камней на 1 м3 помещения парной. Автор попробовал рассчитать, какую же площадь займет печь при выполнении этих рекомендаций. Парная шириной 2 м, длиной 3 м и высотой 2,2 м составит объем 2 х 3 х 2,2 = 13,2 м3. Значит, для нее потребуется 40 кг х 13,2 м3 = 528 кг камней. При объемном весе каменной базальтовой засыпки 2800 кг/м3, объем каменки должен составить 528 кг : 2800 кг/м3 = 0,19 м3. Следовательно, площадь каменки при тол­щине засыпки 25 см (0,25 м) составит 0,19 : 0,25 = 0,76 м2. С учетом стенок площадь, занимаемая печью, будет примерно около одного квадратного метра, — это нас вполне устраивает. Толщина засыпки в 25 см это предельная величина, при которой происходит хороший нагрев камней в каменке открытого типа. При увеличении толщины засыпки должна быть применена конструкция печи, в которой происходит прогрев камней не только снизу, но и с боков и сверху. И все-таки автор отнесся к нормам загрузки печи камнями со здоровым скептицизмом. Потому что давным-давно существуют и работают печи с гораздо меньшей загрузкой камней. Например, знаменитая печь конструкции А. Суздальского имеет загрузку 180 кг камней, а печи семейства "Вулкан", изготавливаемые промышленным способом, и того меньше: 30 - 50 кг камней. Нареканий по поводу этих печей автор не слышал, одни только похвалы.
Кладка печей существенно отличается от кладки стен зданий. Швы кладки заполняют раствором на всю глубину во избежание проникания через них дымовых газов. Высота шва кладки не должна превышать 3 - 5 мм. Поэтому раствор расстилают рукой. Кладку с мастерка ведут лишь в нижней части печи до уровня пода топливника и дна дымовых каналов. В кладке нельзя оставлять ни вертикальных, ни горизонтальных штроб, т.е. пока не уложен нижний ряд кладки, нельзя приступать к верхнему. Перевязка швов кладки обязательна в каждом ряду в 1/2 кирпича и, как исключение, в 1/4 кирпича. Внутренние поверхности печей должны быть гладкими. Колотые или тесаные кирпичи шероховатыми гранями кладут наружу. Для создания гладкой внутренней поверхности стенки топливника, каналов, камер и дымовых труб через 4 - 5 рядов кладки затирают маховой смоченной в воде кистью или рукой в сырой рукавице. Эта операция называется шабровкой. Кладка первых рядов печи может быть сплошной или шанцевой. Шанцы — столбики, образующие сквозные каналы под печью, устраивают для вентиляции с целью охлаждения. Шанцевую кладку применяют в печах, устанавливаемых на деревянных основаниях.
Глину подбирают в зависимости от вида кирпича: обыкновенную, тугоплавкую и огнеупорную. Ее замачивают за 1 - 2 суток до начала работы. Глину предварительно протирают через стальное сито с отверстиями не больше 3 мм. Песок для раствора должен быть чистым, без примесей, размером не более 1 мм. При перемешивании глины с песком отдельными порциями добавляют воду (1/4 объема глины). Перемешивают до исчезновения комков. Тщательно размешанный глиняный раствор имеет густоту хорошей сметаны. Раствор для клад­ки должен быть пластичным, в меру жирным, или, как говорят, нормальным. Жирный раствор, высыхая, уменьшается в объеме и растрескивается. Тощий не дает достаточной прочности. Соотношение глины и пес­ка обычно берут в пределах 1:1 или 1:2 (в зависимости от жирности глины). Кладку из огнеупорного кирпича ведут на растворе из огнеупорной глины, смешанной в пропорции 1:1с мелкоизмельченным шамотом. В сред­нем при кладке печей требуется три ведра раствора на сто кирпичей. Качество раствора можно проверить од­ним из простых способов. Слепить шарик из приготовленного раствора и бросить его об пол. Если шарик рассыпается, значит, в растворе много песка и мало глины, если в образовавшейся лепешке появились трещины, значит, песка все-таки много. Если шарик не дал ни единой трещины, — раствор нормальный или жирный.
Шамотная глина обычно имеется в промышленных котельных и в хлебопекарнях, где ее запасают для ремонта обмуровок котлов и хлебопекарных печей. Там же можно выписать и шамотный или гжельский кирпич. Обычно эти предприятия имеют запас таких материалов и иногда делятся с гражданами.
Печь состоит из топки, зольника, дымохода с каменкой и котла для воды.
В нижней части печи помещается зольниковая камера, или зольник. Зольник расположен под колоснико­вой решёткой топки и предназначен для сбора золы, образующейся при сжигании твердого топлива, и регулирования подачи воздуха в топочное пространство. Зольник имеет два отверстия: переднее, которое закрывают поддувальной дверкой, и верхнее, перекрываемое колосниковой решеткой или отдельными колосниками. Через переднее отверстие - поддувало - в печь поступает воздух, необходимый для поддержания горения топлива. Через него же выгребают золу. Через прозоры колосниковой решетки воздух проникает в топливник, а из топливника выпадает зола. Дно зольника делают на ряд ниже поддувальной дверки, чтобы не допустить самовысыпания золы на пол. Силу тяги в топке регулируют поддувальной дверкой и дымовой задвижкой. Если зольника нет, воздух поступает в топку через топочную дверку, не проходит через толщу топлива и топливо полностью не сгорает. При недостаточном притоке воздуха образуются продукты неполного сгорания, процесс горения протекает неравномерно, пламя тёмно-красного цвета, дым густой, чёрный. При избытке воздуха температура в зоне горения снижается, сгорание топлива ухудшается.
Топливник располагают непосредственно над зольником, он имеет вид шахты с кирпичными стенками. В топке для дров колосниковую решётку укладывают, оставляя по сторонам промежутки по 5 мм, и ниже рам­ки топочной дверки на 1 - 2 ряда кладки, чтобы при открывании топочной дверки из топливника не выпадали угли. Дрова при сгорании должны оседать на колосниковую решетку. С этой целью стенки топливника в нижней части выкладывают с откосом в сторону колосниковой решетки. Размеры топки определяют по за­грузке топлива. В малых печах с теплоотдачей 3,5 кВт/(м2°С) ширину топки принимают 190 - 270 мм, в печах с теплоотдачей выше 3,5 кВт/ (м2°С) — 270 мм и более. Длина и ширина топки кирпичных печей всегда кратна размерам целого кирпича — 250 или 120 мм. Высоту топки рассчитывают по тепловой мощности печи и ви­ду топлива. Она может быть в пределах 400 - 700 мм. Минимальную толщину наружных стен топки принимают в полкирпича — 120 мм, для печей с теплоотдачей более 3,5 кВт/(м2°С) толщина стенок может быть в пол­кирпича и даже в один кирпич. Топливники имеют три отверстия: переднее, закрываемое топочной дверкой и служащее для загрузки топлива; нижнее — в поду, перекрываемое колосниковой решеткой; верхнее, расположенное в своде и называемое хайлом. Через хайло дымовые газы отводятся в атмосферу.
В кирпичных печах для увеличения срока службы топки её внутреннюю поверхность защищают футеровкой из огнеупорного (шамотного) или тугоплавкого (гжельского) кирпича на огнеупорном растворе. Возможна футеровка обожжённым гли­няным кирпичом. Кирпичи должны быть одномерными, хорошего обжига (недожог и железняк не пригодны), правильной формы, с прямыми гранями, углами и не искривленными поверхностями, без трещин, вкраплений камней и других посторонних материалов. Хороший кирпич должен при простукивании звенеть и при падении разбиваться только на крупные куски. Применять для кладки печей силикатный, дырчатый и щелевой кирпичи запрещается.
Дверки всех назначений устанавливают до начала кладки ряда, на котором их ставят. К одному из отверстий в верхнем углу рамки привязывают кусок шпагата или мягкой проволоки. Рамку топочной дверки обматывают асбестовым шнуром толщиной 5 мм. Топочные дверки при нагреве расширяются больше. Размечают место, где должна стоять дверка, и расстилают раствор в горизонт, проверяя строительным уровнем. Дверку ставят на место, а чтобы она не упала, натягивают шпагат и свободный его конец к чему-нибудь привязывают или придавливают кирпичом к кладке. С помощью отвеса дверке придают вертикальное положение, при этом опускают или подтягивают шпагат. Когда дверка будет замурована в кладке, шпагат отвязывают. Топочные дверки крепят посредством кляммеров из обручного железа, которые наклепывают на рамку дверки (рис. 95). Запрещается использовать полоски стали для устройства перекрытия над топочной дверкой. Дверку перекрывают кирпичами способом в замок или устраивают клинчатое перекрытие.

В горловине дымохода или дымовой трубы для регулирования тяги устанавливают задвижку — вьюшку. После сгорания топлива задвижку закрывают, и горячий воздух не уходит из печи в трубу. Вьюшки и вью­шечные задвижки накладывают на перекрываемые ими каналы, рамки их обмазывают глиняным раствором. В конструкциях печей принимают высоту установки задвижки 1,8 - 2 м.
В печах с периодическим нагревом камни для образования пара раскладывают в дымоходе на металлической решётке из прутьев диаметром 20 - 32 мм или кирпичей, уложенных с промежутками для движения газов. В этом случае камни прогреваются проходящим через них раскаленным дымом. Лучше использовать кирпич, чем стальные стержни, т.к. последние под действием высокой температуры удлинятся и прогнутся вместе с камнями. Поэтому чем толще будут стальные стержни, тем лучше. Если имеется возможность, сталь­ные стержни желательно заменить чугунными колосниками. При устройстве каменки в печах с постоянным горением, камни укладываются на стальной лист без отверстий.
Котел для нагрева воды вмуровывается в тело печи или устанавливаться за ее пределами. Котел может быть изготовлен в виде собственно котла, параллелепипеда или в виде регистра ("змеевика"). Простейший водогрейный котёл, вынесенный за пределы печи, имеет подпиточную ёмкость, с которой соединен двумя труб­ками. Зигзагообразная форма регистра позволяет ему гасить силы температурного расширения и не разру­шать печь. Входную и выходную трубу регистра обязательно нужно делать с уклоном, противоположным движению воды, для того чтобы в нем при заполнении водой не возникало воздушных линз. В противном случае, произойдет завоздушивание системы, прекратится движение воды, вода в замкнутом контуре вскипит и увеличится в объеме. В результате — микровзрыв, развороченная печка и котел, и будет чудом, если выпавшие из печи угли не сожгут баню. Для тех, кто подзабыл школьную физику, напомним, что молекулы кислорода в воду попадают не извне, а выделяются из неё в результате нагрева. Посмотрите, как закипает вода в кастрюльке. При повышении температуры жидкости в ней появляются пузырьки, это и есть кислород, выделенный из воды. Постепенно пузырьков становится больше и больше, и в итоге вода в кастрюле бьет ключом, так много в ней кислорода. При этом и сама вода превращается в пар — эта гремучая смесь в замкнутом объеме способна разорвать что угодно. Недаром же паровозы таскали тяжеленные составы на этой смеси.
А теперь более подробно рассмотрим некоторые конструкции печей методом от простого к сложному. Но сначала эксурсия в область химии. Горением называется химическая реакция окисления (т.е. с участием кислорода) органических веществ с выделением тепла. Газы, высвобождающиеся в результате этой реакции, разогреты настолько, что становятся видимыми человеческому глазу — это мы называем огнем. В зависимости от того, каких конкретно газов мы видим больше, меняется цвет огня, например, пропан в смеси с воздухом горит синим цветом.

Простейшая печь с каменкой открытого типа Эта печь может быть сделана в двух вариантах: с периодическим и постоянным горением. Материа­лом печи служит кирпич или стальные листы толщиной 5-6 мм. Кирпичная печь периодического нагрева с открытой каменкой — это старинная печь, приме­няемая в русской бане "по-черному" (рис. 96 а). Печи до сих пор строятся и эксплуатируются любителями русской бани, считающими, что без запаха дыма нет и бани. В такой печи камни укладывают грудой сверху над топливником на решетку, и горячий дым, проходя через камни, раскаляет их. При этом открываются настежь двери и волоковое окно в чердачном перекрытии. Когда топят баню "по-черному", это незабываемое зрелище, дым валит отовсюду. После того, как дрова прогорят, баню закрывают и на раскаленные камни плещут воду, температура в бане резко поднимается. Если печь имеет большой объем камней (250 - 300 кг), то в бане могут париться поочередно несколько семей. В печь перед каменкой устанавливают бак для воды на 60 - 80 литров, который для уменьшения испарения неплотно закрывают крышкой. Печь с открытой каменкой желательно топить сухими березовыми, осиновыми или дубовыми дровами, которые дают мало копоти. В печах такого типа бак для воды можно устанавливать в любом месте, хотите перед каменкой, хотите за ней. Печь предельно проста.
Когда дым надоест, эту печь можно переделать, добавить к ней трубу и заменить решетку, удерживающую камни стальным листом без дырок. Получим примитивную печь постоянного нагрева (рис. 96 б). Теперь, когда камни лежат на своеобразной сковороде, а дым уходит в трубу, в бане можно топить печь и париться одновременно. Эта печь, хотя и избавила нас от дыма, она заметно хуже предыдущей. Камни, находящиеся на плоской сковороде прогреваются плохо, а жар улетает в трубу. Для того, чтобы увеличить нагревание камней, в период топки печи каменку накрывают металлическим корытом или тазиком.
Для усиления нагрева камней нужно остановить жар, улетающий в трубу, и оставить раскаленные газы как можно дольше в топке. Снабдим трубу закрывающейся задвижкой — вьюшкой. Прикрывая или приоткрывая вьюшку, регулируем тягу из печи, т.е. придерживаем раскаленный газ в топке. Саму топку снабдим перегородкой из огнеупорного кирпича. Перегородку назовем огневой рассечкой. Теперь, когда раскаленному газу приходится уходить из топки низом, он задерживается под каменкой, отдает ей свой жар, остывает, становится тяжелее, оседает и уходит низом в трубу. Производительность печи (рис. 97 а) заметно вырастет. Однако в печи над самой топкой вмурован котел с водой. Температура даже кипящей воды заметно ниже температуры газа, образующегося при сгорании топлива. Значит, в нашем случае котел выступает в роли холодильника. Раскаленный газ, не успев отдать свой жар камням, встречается со стенкой холодного (для газа) котла. Он охлаждается, оседает и вытягивается трубой, т.е. мы бездарно теряем тепло. Вывод напрашивается сам.

Уберем котел из зоны активного горения. Самое подходящее для него место в системе дымооборотов. Раскаленный газ там холоднее, но не настолько, чтобы не нагреть воду. Какой котел там будет размещен, это уже дело вкуса. Можно вмуровать сваренный стальной ящик или регистр. На мой взгляд, установить регистр бу­дет интересней. Уберем из печки лишний груз и разгрузим перекрытие, равномерно распределив по нему нагрузку от печи и бака с водой. Теперь весь жар топки передается только камням каменки. Однако камни ле­жат на плоском стальном листе и прогреваются только снизу. От жара топки и веса камней стальной лист немного прогнется. И этот прогиб наталкивает нас на новую мысль. Нужно изготовить эту сковородку в виде корыта. Согнув и сварив стальной лист таким образом, мы получим, что камни в корыте уже будут прогреваться раскаленным газом с трех сторон. Вот такая у нас получилась фритюрница для камней (рис. 97 б).
Аналогично печи из кирпича изготавливается печь из стальных листов. Главный недостаток всех печей ти­па "буржуйка" — жесткое инфракрасное излучение. Стенки стальной печи очень сильно нагреваются, что способствует быстрой тепло­отдаче и прогреву воздуха в помещении. И в то же время, долго находиться вблизи такой печи невозможно, а полок для парения как раз устанавливается возле печи. Существуют, как минимум, три решения ослабления жесткого инфракрасного излучения. Во-первых, корпус печи заключают в другой корпус из более тонкого металла, а между ними прокладывают негорючий и тугоплавкий утеплитель. По этому способу изготавливаются промышленностью ото­пительные котлы. Во-вторых, между стенками печи можно залить воду. Этим способом решаются сразу три проблемы: нагревается вода для по­мывки, исчезает жесткое из­лучение и печь все-таки греет воздух в бане, поскольку стенки остаются теплыми. В-третьих, вокруг стенок печи изготавливается кожух из стали, приклепанный к стенкам через паронитовые прокладки. Верх и низ кожуха остается открытым. Такие печи называются калориферами, т.к. холодный воздух от пола проникает между "холодной" и горячей стенкой печи нагревается там и поднимается вверх. Если стенкам калорифера придать изгибы, а еще и снабдить воздуховодами, то можно забирать холодный и направлять теплый воздух туда, куда нужно. Если же приспособить к этой системе еще и вентилятор, то получим примитивную тепловую пушку.
Читателю, рискнувшему самому изготовить стальную печь-каменку, лучше всего воспользоваться всеми тремя способами: избавиться от жесткого инфракрасного излучения, сделать печь с высоким КПД и не тяжелую (рис. 98). Переднюю стенку вместе с топочной и поддувальной дверью нужно утеплить асбестокартоном. Передняя стенка не должна причинять ожогов, ее лучше изолировать. Котел с водой установить за огневой рассечкой.

Таким образом, мы вынесем "холодное ядро" — котел из зоны активного горения. Бак для воды должен быть снабжен легко поднимаемой крышкой, чтобы при кипении воды ее открывало давлением пара. Можно дополнительно оборудовать бак крышкой от автомобильного радиатора, тогда она будет сбрасывать избыточное давление пара автоматически. Боковые и заднюю стенку печи нужно снабдить воздуховодами. Раскаленные боковые стенки и теплая задняя стенка будут отдавать тепло в помещения, но жесткого излучения не будет. Для увеличения площади теплоотдачи стенок и, как следствие, мощности теплового потока воздуха на стенки можно наварить дополнительные стальные ребра. Примерно тоже самое вы наблюдаете в обычных радиаторах отопления. Наваренные ребра не должны касаться стенок кожуха. Если вдруг вода в котле будет плохо прогреваться, воздуховод с задней стенки можно снять и стенку утеплить — обшить асбестокартоном.
Со временем печь может быть обложена кирпичом, кирпич заменит кожух вокруг стенок печи. Для продления срока жизни печи-каменки топку можно офутеровать изнутри шамотным кирпичом.
Пока одни печники превращали печку "по-черному" из печи периодического нагрева в печь постоянного нагрева, другие пошли другой дорогой. Они решили собрать дым над каменкой и отправить его в трубу, в результате появилась печь периодического нагрева с закрытой каменкой. Простейшая печь периодического нагрева с закрытой каменкой
В этих печах камни располагают на стальных решетках или чугунных колосниках непосредственно над топкой. Таким образом, каменка полу­чается сделанной прямо в самой печи, располагаясь над огнем и забирая весь жар на нагрев камней. Каменка перекрывается сверху кирпичным сводом либо чугунным или стальным листом. Перекрытие каменки листом не требует у строителя печи никакой квалификации, как собственно и строительство самих печей, приведенных в этой книге. Именно по этой причине автор не дает порядовок этих печей. Собственно, что рисовать, четыре с половиной стены?
В печи, изображенной на рисунке 99, бак для нагрева воды можно располагать на любой из стенок: на задней, на передней или на боковых. Главное, чтобы он не отбирал тепло у камней каменки и нагревался раскаленными газами, уже прошедшими через камни. Соответственно дымовая труба располагается на той же стенке, что и бак. Если заменить бак на тепловые регистры, то его можно вообще сделать отдельно от печи и тем самым раз­грузить печь и перекрытие под ней. Печь-каменка (рис.99) — самая распространеная печь в россий­ских деревнях, поскольку КПД ее достаточно вы­сок, а конструкция — "проще не придумаешь". Изготовить ее может любой человек, приблизительно знающий, как выглядят кирпич и глина. У этой печи, как, впрочем, и у всех других печей с закрытой каменкой, есть один существенный недостаток. Камни время от времени нужно вынимать и отмывать от сажи. Нередко эту печь превращают в коптильню. Снимают перекрытие из стального листа, закрывают вьюшку на дымовой трубе и печь превращается в печку "по-черному". Подвешивают над ней рыбу или окорока и коптят. Предвижу возмущенные окрики заядлых парильщиков: портят баню запахами рыбы. Согласен, портят, иногда безнадежно. Но не баней единой жив человек, и в
конце-концов, это их личное дело.

Камни в каменке можно разместить не на колосниках, а в специально сваренной из стальных арматурин корзине. Тогда камни будут прогреваться раскаленным газом не только снизу, но и сверху и с боков. Что по­зволит увеличить температуру их нагрева. А при необходимости, и высоту засыпки камней. Мало того, выпустив несколько стальных стержней корзины через стальной лист перекрытия наружу, можно регулировать высоту расположения каменки. То есть корзину с камнями можно будет приподнять над огнем или опустить в самое пекло. Поэкспериментировав несколько раз, добьетесь оптимального расположения корзины и закрепите ее навечно. Но менять высоту нужно будет с использованием какой-нибудь лебедки. Размеры корзины должны соответствовать размерам печи, иначе при малых размерах корзины раскаленный газ, не встречая на своем пути сопротивления, вылетит в трубу.

Колпаковая печь периодического нагрева с закрытой каменкой

В прошлом веке инженером Подгорниковым И.С. была предложена схема колпаковой печи (рис. 100), явившейся логическим продолжением печей, предложенных в нашей книге. Справедливо полагая, что раскаленный газ, образовавшийся в результате сгорания топлива неоднороден по своему составу, он условно разделил его на холодную и горячую составляющую. По законам физики горячие слои газа находятся вверху, холодные внизу. Холодная составляющая продуктов сгорания это дым. И в самом деле, когда вы сидите у костра, вы чувствуете жар раскаленных газов, хотя ветер дует не на вас и дым идет в другую сторону. Стоит поменяться направлению ветра и дым окутывает вас с головы до ног, но вы не получаете ожогов, потому что дым относительно холодный. Подгорниковым было принято решение пропустить холодный газ в систему дымо-оборотов, а горячие газы сохранить в печи, до тех пор, пока они не охладятся и не опустятся вниз, где смешаются с холодной составляющей. Для этого топку печи сделали повыше и назвали колпаком, под потолком которого и скапливаются горячие газы. А огневую рассечку сделали не глухой, а со щелями (вертикальные швы кладки не заполнялись глинистым раствором), в которые и уходил холодный газ. Если огневую рассечку сделать сплошной, то печь будет работать как обычная, газы не будут разделяться на холодную и горячую составляющую, а тяга, возникающая в трубе, будет высасывать из колпака весь газ — и холодный, и горячий. То есть, вот в этих-то щелях и заключается главная изюминка. Хитрое название печи — колпаковая — вводит многих в заблуждение: они считают, что все дело в том, что нужно сделать правильный колпак. Посмотрите , ну чем не колпак? Нужно только увеличить ее высоту. Печь на этом рисунке отличается от конструкции Подгорникова только отсутствием второго колпака (что не принципиально для банной печи) и сплошной огневой рассечкой (что и делает ее принципиально другой печью).  
Название — холодный газ — довольно условно, на самом деле и эта составляющая имеет достаточно высокую температуру. А раз так, то нужно ее отнять и использовать на наши нужды. Для этого печь снабжают вторым колпаком. Здесь газ отдает оставшуюся температуру, остывает, оседает и вытягивается в трубу. Используя схему инженера Подгорникова применительно к банной печи-каменке, разместим в первом колпаке кор­зину с камнями. Бак с водой или тепловой регистр можно разместить по-разному: сразу за огневой рассечкой, в системе дымооборота между первым колпаком и вторым или во втором колпаке. Поскольку горячая вода в бане не менее важна, чем пар, то лучше всего поместить бак с водой сразу за огневой рассечкой, где он будет прогреваться быстрее, чем во втором колпаке. А второй колпак пусть лучше греет воздух бани. В колпаковой печи размеры корзины с камнями должны быть меньше размеров колпака. Тогда камни, находясь в первом колпаке, будут омываться раскаленным газом со всех сторон. Поскольку камни в этих печах нагреваются до "белого каления", то располагать их в корзине нужно достаточно свободно, чтобы при тепловом расширении они не порвали сварку стержневой корзины. Если читатель умеет класть кирпичные своды, то есть смысл уложить камни на щелевой свод или на болыперазмерные чугунные колосники, заимствованные из промышленных котельных. У печей Подгорникова один из самых высоких КПД — до 97%. Как все гениальное, печь конструктивна проста. Если ее делать без всяких наворотов, то и для нее не нужно рисовать порядовок. Недостаток печи в ее большом весе (при наличии двух колпаков), под нее нужно делать фундамент или предусмотреть усиленные балки перекрытия, которые установить конкретно для печи, а для полов положить рядом другие балки. Либо пренебречь строительством второго колпака, отсутствие которого, конечно же, снизит КПД печи. Но так как второй колпак служит только для вторичного охлаждения газов и нагрева воздуха в бане, то при небольшом размере бани отсутствие второго колпака существенно не повлияет на температурно-влажностный режим. Ведь можно же ехать на машине без глушителя. 
Колпаки в таких печах делаются произвольной формы. Это может быть полностью открытая полость в кладке, заканчивающаяся сводом или перекрытая чугунной плитой. Это может быть группа каналов в кладке, имеющая внизу общую открытую полость. В общем, инженер Подгорников подбросил идею таких печей, которые можно совершенствовать бесконечно долго. Например, изобретателем-печником из Екатеринбурга Кузнецовым И.В. и его сыном разработано и внедрено целое семейство колпаковых печей. Причем, печей самого различного назначения — от отопительных до печей-каменок. Одна из этих печей представлена. Так как автор читаемой вами книги не может нарушать авторские права, то с остальными печами читатель может ознакомиться на личной страничке печника в интернете. Большинство печей Кузнецова отличают небольшие габариты и изящество форм. Многие из них имеют помимо прямо функциональных составляющих, т.е. топки и каменки, еще и дополнительные, например, камин, обращенный в комнату отдыха.

 

Печь, приведена не как инструкция к исполнению, а скорее как иллюстрация классической колпаковой печи. Обратите внимание, огневая рассечка может быть сделана не только сзади топки, но и сбоку. Щели в ней могут быть заменены на одну. Печь имеет достаточно высокий первый колпак, в котором умещаются и топка, и каменка, и широкий канал для горячих газов, который и сам является частью первого колпака. Канал для горячих газов перекрыт вьюшкой. При закрытой вьюшке печь работает с разделением газов на холодную и горячую составляющие, как и положено классической колпаковой печи. При открытой вьюшке печь превращается в обычную, т.е. холодная и горячая составляющие газов не разделяются, а прямиком идут во второй колпак, подстегиваемые тягой трубы. Разобравшись с конструкцией этой печи, можно попытаться сконструировать свою. 
Если читатель не обладает навыками кирпичной кладки, то своды печи под каменкой, перекрытия первого и второго колпаков лучше делать с добавлением полосовой стали. Однако нужно всегда помнить, что сталь при нагревании сильно прогибается, соответственно прогнется и перекрытие, что чревато пожаром. Стальные стержни должны быть толстыми, чтобы они не сгорели на первом же году эксплуатации печи. Поэтому, если имеется возможность, сталь в печи лучше заменять чугуном. Например, для перекрытия колпака печи можно использовать чугунную плиту для отопительно-варочных печей, знаете, такая с отверстиями под чугунки. После установки плиты на перекрытие, щели в ней должны быть замазаны глиной, а сама плита должна быть прижата дополнительным рядом кирпичей.
Несмотря на то, что конструкций кирпичных печей-каменок разработано очень много и у них достаточно поклонников, все-таки это прошлый век. Сегодня промышленность представила на рынок не менее пяти десятков печей-каменок типа "буржуйка" для бань с влажным и сухим паром.

 

Качественное строительство каркасно-щитовых домов под ключ для дачи.

Страниц: 1
Опубликовано: 15.01.10 | Просмотров: 7254 | [ + ]   [ - ]   | Печать