Общая информация о бытовых печах: виды, требования

 

БЫТОВЫЕ ПЕЧИ: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Предисловие

Задумываясь об установке печи в доме или на даче, важно собрать полную информацию об основных типах этих нагревательных устройств, особенностях их теплоотдачи, размерах и конструктивных элементах.

Также необходимо узнать о правилах размещения печек в помещении и требованиях к пожаробезопасности. Все общие сведения о печах собраны в этом материале.

ВИДЫ БЫТОВЫХ ПЕЧЕЙ

В зависимости от назначения бытовые печи подразделяют на несколько типов.

Какие бывают печи виды печей для дома:

• Отопительные
• Отопительно-варочные
• Варочные
• Русские
• Печи-каменки для русской бани

ТРЕБОВАНИЯ К ПЕЧАМ

Для обогрева загородного и дачного дома строят отопительные и отопительно-варочные печи.

При этом конструкционное устройство печи должно отвечать ряду требований:

• Чтобы печь хорошо выполняла свои функции, она должна иметь высокий КПД (коэффициент полезного действия). Если ее сложил опытный мастер и впоследствии правильно эксплуатировали, то КПД может доходить до 80-85 % (примерно такой же КПД дают электрообогреватели).
• Средняя температура нагревания наружной поверхности печи не должна подниматься более 60 °C, в отдельных зонах — 80-90 °C.
• Нагревание печи происходит в течение какого-то времени, но и остывание должно быть медленным и постепенным. Для соответствия этим требованиям толщина стенок печи не должна быть менее чем в полкирпича.
• Удельная теплоотдача отопительной печи должна быть равна 290-350 Вт/м2 (при одной топке) и 520-580 Вт/м2 (при двух топках). При этом теплоотдача отопительной печи в течение суток варьируется: после топки максимальный показатель для тонкостенных печей достигается приблизительно через 1,5-2 ч., для толстостенных — через 2,5-8 ч. По истечении 10 ч. печь остывает, температура воздуха в помещении понижается, но благодаря теплу, отраженному нагретыми предметами, находящимися в том же помещении, температура ощущается как более комфортная.
• Теплоотдача отопительной печи не должна отличаться более чем на 2-3 °C между показателями на уровне пола и под потолком.

ТЕПЛООТДАЧА И ГАБАРИТЫ ПЕЧИ

Прежде чем приступать к возведению печи, нужно уточнить ряд моментов:

• Какая конструкция у печи? При этом учитывают количество комнат, которые будут отапливаться, теплопроводность строительных материалов, величину и количество оконных и дверных проемов и др.
• Каковы габариты печи и площадь зеркала (так называется теплоотдающая поверхность печи)? Стандартная высота нагреваемой поверхности составляет примерно 2 м. Учитывая, что 1 м2 зеркала отдает 300 ккал/ч, при расчете площади зеркала печи надо величину теплоотдачи разделить на 300 ккал/ч. После определения площади зеркала легко установить периметр и длину двух сторон печи, для чего полученную величину делят на 2. Ширина и длина печи могут быть разными, но сумма этих величин всегда должна быть равна длине двух сторон печи.
• Какова суммарная теплоотдача печи? При определении этого параметра исходят из теплопотерь тех помещений, которые обогреваются печью, и учитывают теплопотери всех строительных конструкций.

Таблица «Удельные теплопотери 1 м2 строительных конструкций при температуре воздуха -25 °C»:

Вид строительной конструкции	Величина удельныхтеплопотерь, ккал/ч
Кирпичные стены: в 3,5 кирпича в 3 кирпича в 2,5 кирпича в 2 кирпича	53, 57, 65, 78
Бревенчатые стены: 250 мм толщиной 200 мм толщиной	52, 67
Оконные и балконные блоки при двойном остеклении	100
Деревянные дверные блоки	175
Деревянный пол	19
Чердачное перекрытие	26

При расчете теплоотдаче печи есть еще один способ определить величину теплопотерь. Известно, что для того, чтобы в помещении объемом 1 м3 поднять температуру до 18 °C, необходимо 21 ккал/ч. Для определения суммарных теплопотерь удельные теплопотери умножают на объем помещения.

Теплогенератор может работать на сжиженном газе (пропане-бутане). Для поддержания в доме площадью 100 м2 температурного режима на уровне 24 °C на протяжении 1 месяца потребуется 300 кг пропана. Долгосрочный обогрев обеспечит газгольдер емкостью 2000-5000 л.

РАЗМЕРЫ ТОПКИ

Какого размера должна быть топка бытовой печи, чтобы топливо полностью сгорало? Для этого его закладывают в топливник в таком количестве, чтобы до верха оставалось свободным пространство высотой 30 см.

Топливник выполняют под разные виды топлива, например, для дров высота топочного пространства равна 80-100 см и т. д. Ширина топливника варьируется от 20-25 до 30-38 см для маленьких и больших печей соответственно.

РАЗМЕЩЕНИЕ ОТОПИТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

Для обеспечения комфортной температуры в доме, а также для исключения риска возникновения пожара очень важно правильно выбрать место под печь. Лучше заняться этим еще на этапе разработки проекта дома.

При размещении печи в доме нужно обратить внимание на следующие моменты:

• Обычно печь размещают в комнате, в которой жильцы проводят много времени. Дровяная отопительная печь сможет отапливать помещение площадью от 16 м2 (при меньшей площади для нормального горения топлива в печи будет недостаточно воздуха).
• Если площадь позволяет, то печь кладут в центре, тогда тепло будет равномерно распространяться в окружающем пространстве.
• Можно расположить печь вплотную к стене. Но в этом случае уменьшится общая теплоотдача, а теплоотдача разных сторон печи будет различной. Положительный момент такого размещения печи — полезная площадь помещения, особенно небольшого, будет сэкономлена. Если все-таки предпочтение отдано пристенному расположению печи, то важно, чтобы стена была внутренней капитальной (если она будет наружной, то печь по большей части будет обогревать улицу, а не помещение) и имела встроенные дымовой и вентиляционный каналы.
• Чтобы тепло циркулировало по всему дому, а не только по одному помещению, где стоит печь, желательно оснастить комнаты вентиляционными отверстиями или разместить в них небольшие вентиляторы, обеспечив таким образом естественную или принудительную циркуляцию нагретого воздуха.
• Кроме того, печь можно сложить в углу, сориентировав топку в жилое помещение.
• Если в доме две или три небольшие смежные комнаты, то для печи можно отвести место в проеме внутренней перегородки, отделяющей одно помещение от другого. Удобно, если топка будет ориентирована в коридор или кухню. В этом случае надо понимать, что если греющие поверхности печи находятся в одном месте, а охлаждение идет одновременно с разных направлений (от окон, дверей, внешних стен), то равномерного распределения тепла не будет.
• При наличии четырех смежных комнат лучше разместить печь там, где внутренние перегородки пересекаются. Если количество комнат в доме превышает четыре или комнаты имеют большую площадь, площадь, то ограничиваться одной печью нельзя, так как тепла, которое она будет давать, окажется недостаточно.
• Если дачный домик имеет веранду, то топку лучше вывести именно сюда, а заднюю и боковые стороны отопительной печи расположить между внутренними перегородками.

Три варианта размещения отопительной печи:

• В центре
• В углу
• У стены

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОТОПИТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

Отопительная печь имеет достаточно простую конструкцию, которая складывается из нескольких основных элементов.

Конструктивные элементы бытовой отопительной печи:

• Шанцы
• Поддувало
• Поддувальная дверка
• Колосник
• Топочная дверка
• Под
• Топливник
• Хайло
• Свод топливника
• Тепловоздушная камера
• Наружная теплоотдающая поверхность
• Дымообороты
• Перекрыта
• Дымоход
• Дымовая задвижка
• Внутренние нагревающиеся поверхности

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ФУНДАМЕНТА

Поскольку чаще всего печи имеют толстые стенки и весят как минимум 700 кг, под них обязательно возводят отдельный фундамент, не связанный с фундаментом дома. При меньшем весе печи в фундаменте нет необходимости.

Какой материал можно использовать для фундамента печи:

• Бутовый камень
• Кирпич-железняк
• Бетон

Состав кладочного раствора зависит от грунта, на котором возводят фундамент:

• Например, при сухом грунте можно ограничиться известковым раствором.
• Во влажном предпочтительнее известково-цементный раствор.
• Для глиняного грунта — глиноцементный.

В зависимости от состава грунта определяют глубину заложения фундамента (для двухэтажной печи она не должна быть менее 1м). Также нужно правильно подобрать тип фундамента под печь, который бывает:

• Сплошным
• Столбчатым (при нехватке строительного материала)
• Смешанным (при глубоко промерзающих грунтах)

Закладывая сплошной фундамент, соблюдают определенный порядок работы.

1. Выкапывают котлован, глубина которого определяется качественным составом грунта. Например, на сухом песчаном она составляет 50 см, на глинистом — 75- 100 см, на влажном — до 1 м. При этом ширина углубления под фундамент должна превышать размер основания печи на 10 -15 см с каждой стороны.
2. На дне выкладывают слой из бутового камня или битого кирпича толщиной 10 см и заливают цементным раствором.
3. Возводят фундамент из того же материала, т. е. кирпича или бута, соблюдая при этом перевязку швов. При этом по краям кладки обязательно должен располагаться целый кирпич, а фрагменты (половинки, четвертинки) идут в середину.
4. Поверх фундамента в грунте устраивают гидроизоляционный слой, например из рубероида.
5. В подполе помещения строят наружный фундамент. Его высота определяется высотой подпольного пространства, но всегда не доходит до уровня пола первого этажа на 14-15 см (это примерно 2 ряда кладки).

ТИПЫ ФУНДАМЕНТА ПОД ОТОПИТЕЛЬНУЮ ПЕЧЬ

Сплошной из мелкого материала:

• Пол
• Кирпичная кладка
• Гидроизоляционный слой
• Цементный раствор
• Наружный шлакобетонный фундамент
• Фундамент в грунте из кирпичного боя и гравия
• Грунт

Столбчатый с напуском из кирпичей:

• Пол
• Выравнивающий слой
• Кирпичная кладка
• Кирпичный бой и щебень
• Гидроизоляционный слой
• Грунт

Столбчатый с железобетонной плитой:

• Пол
• Гидроизоляционный слой
• Выравнивающий слой
• Плита
• Фундамент в грунте из бута и щебня
• Грунт
• Кирпичные столбики

Поскольку конструктивные элементы фундамента печи и дома имеют разную массу, то осадка, которую они дадут, будет разной. Поэтому фундаменты стен и печи не должны соприкасаться. Между ними оставляют промежуток шириной как минимум 3-5 см.

Ширина наружного фундамента печи должна быть меньше ширины фундамента в грунте, но больше основания печи примерно на 5-7 см с каждой стороны. Наружный фундамент покрывают слоем цементного раствора, поверх которого выполняют гидроизоляционный слой.

Если фундамент в грунте выполнен сплошным, а наружный — столбчатым, то такой фундамент называется смешанным. При этом опорные столбики соединяют железобетонной плитой (ее высота должна составлять не менее 1/6-1/8 высоты кирпичных столбиков), которую кладут на них, не доходя 2 рядов кладки до уровня пола.

Фундамент, возводимый в доме с деревянным полом, также имеет определенные особенности. В этом случае печь должна стоять на балочном перекрытии с опорой на две поперечные балки. При необходимости перекрытие следует укрепить.

Кроме того, нужно принять меры пожаробезопасности:

• Отделить основание печи от пола асбоцементными листами либо войлоком, сложенным в несколько слоев и пропитанным глиняным раствором, накрыть их кровельным железом, причем по периметру оно должно быть больше основания печи на 15 см с каждой стороны.
• Деревянный плинтус тоже надо отделать листовой сталью.
• Если печь возводят на втором этаже, то идеально расположить ее в проеме капитальной стены, а для большей прочности основание печи, которое выступит из стены, следует установить на консоли из швеллера, вмонтированные в стену, зафиксировав их между собой болтами.
• После этого останется выполнить теплоизоляцию из асбоцемента или войлока, выложить 2 ряда кирпичной кладки и перейти к выполнению основания печи. Если печь второго этажа предполагается установить на печь первого, то у последней должен быть фундамент глубиной до1м и толщиной стенок не менее половины кирпича. При разнице в размерах печей (верхняя, как правило, меньше) между ними помещают железобетонную плиту (или металлическую раму) толщиной не менее 10 см с отверстием под дымовой канал, отделанный кирпичом.

МАССИВ ПЕЧИ

Массив печи — следующий важный элемент конструкции. Его главной деталью является топливник, причем под разные виды топлива он имеет различную конфигурацию и систему дымоходов.

Если две печи находятся на одном этаже, в отдельных случаях их можно подключить к общей трубе. Но это запрещено для печей, сложенных на разных этажах, поскольку у верхней дымоход будет короче, тяга хуже, а при работе обеих печей сразу верхняя будет дымить.

Топливник — это полость, в которой сгорает топливо. Он закрыт чугунной дверкой, через нее внутрь поступает холодный воздух, обеспечивающий тягу. Верхняя часть топливника называется сводом (отверстие в нем для выхода продуктов горения — это хайло), а нижняя — подом. Их выполняют из жаропрочного материала.

Над подом находится колосниковая решетка, сквозь которую поступает воздух, необходимый для поддержания процесса горения. Чаще всего колосник имеет небольшой уклон по направлению к топочной дверке, а уровень крепления решетки обязательно должен располагаться ниже дверки (у дровяных печей порог равен 6,5 см — высоте кирпича) — это не позволит выпасть из печи горящему топливу. Колосник и внутренние стенки топливника отделяет зазор шириной 0,5 см, назначение которого — обеспечить тепловое расширение чугунной решетки.

Размер и конструкция топливника зависят от вида топлива, которое будет использоваться, поскольку его объем должен быть достаточным для обеспечения нормального нагрева печи. Кроме того, над топливом обязательно должно быть свободное место, где будут уничтожаться частицы, не сгоревшие в огне. Например, топливник должен иметь большой объем, если печь будут топить дровами или торфом, потому что такое топливо дает высокое пламя и содержит много летучих веществ.

Для сбора золы под топливником предусмотрен зольник (зольниковая камера, поддувало), оборудованный поддувальной дверкой. Через нее поступает воздух, отсюда же удаляют золу с помощью совка и кочерги.

На выходе из топливника находится дымосборник, имеющий воронкообразную форму.

Большую часть массива печи занимают дымоходы (дымообороты). Это особые вертикальные и горизонтальные каналы, предназначенные для выведения дымовых газов из топливника в трубу. Эти газы передают массиву печи тепло.

Элементы массива печи:

• Топка
• Дверка топки
• Топливник под дрова
• Топливник под уголь
• Поддувало
• Дымоход
• Огнеупорный кирпич
• Колосник

ДЫМОВАЯ ТРУБА

Дымовая труба — это обязательный элемент отопительной печи любой конструкции и теплоотдачи. Через нее дымовые газы, отдавшие свое тепло массиву, выбрасываются в атмосферу.

Дымовые трубы могут быть разной конструкции, и их классифицируют на следующие виды:

• Коренные. Держатся на отдельном фундаменте.
• Насадные. Располагаются над массивом печи.
• Стенные. Это наиболее компактные трубы, поскольку встраиваются в несущие стены или внутренние перегородки и поэтому не занимают полезную площадь дома. Обычно их сооружают одновременно с возведением жилища.

Рядом с дымовым каналом прокладывают вентиляционный (стенка между ними должны быть не менее чем в полкирпича). С их помощью отводят продукты горения и обеспечивают воздухообмен в помещениях дома. Если печь будет находиться на некотором расстоянии от стенного дымохода, то для их соединения выполняют перекидной рукав, но его длина не должна превышать 2 м.

Строительство отопительной бытовой печи — дело не такое уж простое. Если вы решили, что дом обогревать должна именно она, то советуем обратиться к помощи специалистов, чтобы сделать проект печи и выложить ее по всем правилам.