Виды печей

Понятие «печь» не ограничивается одной только русской печью. Печи для дома бывают разные, словно люди. Банально звучит, но видов, конструкций, назначений у печей столько, что можно удовлетворить любой вкус и предпочтения. Здорово, если у Вас возникло желание подарить своему дому печку. Мы поможем Вам выбрать нужную, такую, которая гармонично впишется в общий интерьер и, как существо однозначно живое, поделиться с Вами своей душой.

Итак, печки бывают следующих разновидностей:

• антикварные чугунные или изразцовые печи • варочные (кухонные) печи • банные печи или печи-каменки • русские печи • теплонакапительные печи • конвекционные печи • каминные печи • мобильные печи-камины

Антикварные и стилизованные чугунные или изразцовые печки

Антикварные чугунные, т.н. «буржуйки» или изразцовые печки, конечно, нельзя ни с чем сравнить, может, только с произведением искусства, имеющем и определенную энергетику, годами и столетиями развивающуюся. Приобрести сейчас старинную печку возможно, заказав в антикварных лавках, привезя с собой, как «сувенир», из круиза по западной Европе или найдя у бабушки в «сундуке». Стоимость антикварных чугунных, т.н. «буржуек» или изразцовых печей, конечно, не маленькая, - все зависит от возраста изделия и полноты декоративного убранства. К тому же такие буржуйки абсолютно безопасны, т.к. реставраторы восстанавливают их функциональность и действенность по специальным, старинным традициям, которые не чета современным. Обогревательная способность таких печек может быть от 140 до 350 м² – все зависит от модели.

Варочные (кухонные) печи

Варочные (кухонные) печи для дома в последнее время снова входят в наш быт. Конструкции печей могут быть самыми разными, и подразделять по форме и образу, по типу плиты, по размещению в помещении, по вариантам горения, по применению.

Банные печки или печи-каменки. Русские печи

Банные кирпичные печи или печи-каменки – сердце Вашей бани. Печи-каменки имеют такое название, из-за того, что теплоемкая банная печь заполняется тяжелыми круглыми камнями. Есть виды банных печей, которые не имеют дымоходов, и дым идет прямо в помещение. Соответственно баня тогда называется «черной». А русская печь традиционный и особый вид печей, характерный для восточных славян.

Теплонакопительные печи

Теплонакопительные печи – одна из разновидностей отопительных печей. В их отделке применяется три варианта материалов: кирпич, кирпич под штукатурку, печной кафель (не изразцы, совершенно не подходящие для отделки теплонакопительных печей).

Кафель способен накапливать тепло, а его вогнутые или выпуклые поверхности увеличивают площадь теплового излучения печи.

Оттого теплонакопительные печи имеют такое название. Их стенки аккумулируют тепло и постепенно излучают его в помещение. Теплоотдача зависит и от толщины стен. Бывают печки: малой, средней, большой теплоемкости. Чем тоньше кладка, тем быстрее печь нагревается и тем ниже ее теплосберегающая способность. Такие печи топятся несколько раз в день.

Конвекционные печи

Еще один вид отопительных печей - конвекционные печи. Они могут отапливать сразу несколько помещений. В отличие от теплонакопительных печей конвекционные печи создают тепло по средствам нагрева окружающего (комнатного) воздуха. Через цокольные отверстия печки комнатный воздух поступает в печь. В ней между топкой и стенками нагревается и поднимается вверх. Через решетки печного свода выходит наружу и вместе с нагретыми стенками печи обогревает комнату.

Историческая печь

Хлебная печь во Франции

Печь, в зависимости от конструкции, может топиться твёрдым (дрова, древесный, каменный уголь, торф), жидким (керосин, мазут, нефть и пр.) или газообразным топливом (в основном, природный газ) или электричеством (электропечь).

Бытовые печи на твёрдом топливе делятся на два вида: печи с принудительным движением газов (канальные) и печи со свободным движением газов (колпаковые). Первые в свою очередь различаются по конфигурации дымоходов (каналов): с последовательными каналами, противоточная система (финская, Finnish counterflow system), комбинированные и др.

Индукционные печи

предназначены для расплавления и перегрева стали. Применяется в литейных цехах металлургических заводов, а также в цехах точного литья и ремонтных цехах машиностроительных заводов для получения стальных отливок высокого качества. Возможна плавка цветных металлов (бронзы, латуни, алюминия) и их сплавов в графитовом тигле. Индукционная печь работает по принципу трансформатора, у которого первичной обмоткой является водоохлаждаемый индуктор, вторичной и одновременно нагрузкой — находящийся в тигле металл. Нагрев и расплавление металла происходят за счёт протекающих в нём токов, которые возникают под действием электромагнитного поля, создаваемого индуктором.

Как известно из школьного курса физики, теплопередача может осуществляться путем конвекции и путем излучения. Соответственно и тепло может называться конвективным или лучевым. Конвективное тепло распространяется за счет движения прогретого воздуха. Лучевое тепло не зависит от наличия и движения воздуха и распространяется прямолинейно от источника излучения. Поскольку на огромном расстоянии между Землей и Солнцем нет воздуха, солнечное тепло является на 100 процентов лучевым. На Земле благодаря наличию атмосферы присутствует и конвективное тепло.    Почувствовать разницу между лучевым и конвективным теплом можно зайдя в тень или выйдя из тени под прямые солнечные лучи. В любое время года ощущение тепла будет совершенно разным.    Нагретые стенки любой печи излучают лучевое тепло и при этом прогревают воздух, создавая конвективное тепло. В обычных отопительных печах преобладает конвективное тепло, а в каминах лучевое. Металлические печи имеют гораздо большую долю лучевого тепла, чем кирпичные.    В больших дозах конвективное тепло переносится человеком в целом легче, чем лучевое. Хотя в малых дозах, например зимой, лучевое тепло на открытом солнце создает приятное ощущение. Чем выше температура в помещении, тем меньше, на наш взгляд, должна быть доля лучевого тепла. Именно поэтому камины чаще всего используются не для целей отопления, а для декоративных целей.

Печное отопление относится к местным системам отопления, при которых получение, перенос и передача теплоты происходит в одном и том же обогреваемом помещении. Теплота генерируется при сгорании топлива в топливнике печи. Горячие дымовые газы нагревают внутреннюю поверхность каналов-дымооборотов, теплота через стенки каналов передается в отапливаемое помещение. Охладившиеся дымовые газы удаляются через дымовую трубу в атмосферу.

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. Коэффициент неравномерности теплоотдачи зависит от числа топок, в сутки; определяется для каждой конструкции печи экспериментально.

При печном отоплении происходит постоянное изменение температуры помещения, зависящее от его теплоустойчивости. Как известно, чем больше способность ограждения 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. В нашей стране почти треть жилого фонда (в основном за счет старых домов в сельской местности) оборудована печами. При новом капитальном строительстве печное отопление применяется ограниченно.

1. Достоинства печного отопления. Распространение печного отопления объясняется 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 печного отопления свидетельствуют о его широкой доступности.

2. 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.

 Бытовые печи подразделяют на четыре группы: варочные, отопительные, отопительно-варочные, печи специального назначения.

К варочным печам относятся кухонные очаги, которые служат только для приготовления пищи.

К отопительным относятся печи, которые служат только для обогрева помещений. Печи различных конструкций и размеров, времянки (стальные, кирпичные и чугунные).

К отопительно-варочным относятся русские печи различных конструкций, кухонные очаги с обогревательным щитком, «шведки» разных видов, русские печи и «шведки» с водяным котлом для местного водяного отопления.

К  печам специального назначения относятся банные печи-каменки, печи для сушки белья и одежды, печи для парников, печи для отопления гаражей.

По толщине наружных стенок печи бывают тонкостенные, толстостенные и комбинированные.

Тонкостенными называются печи с толщиной наружных стенок в 1/4 кирпича. Их облицовывают изразцовыми плитами или оштукатуривают глинопесчаным раствором с последующей побелкой. Наружные стенки толстостенных печей бывают от 1/2 до 1 кирпича. Наружные стенки комбинированных печей со второго ряда кладки до перекрытия топливника бывают толщиной в 1/2 кирпича, далее до перекрытия дымоходов — в 1/4 кирпича (на ребро), выше перекрытия дымоходов — в 1/2 кирпича.

По применяемому материалу различают печи кирпичные, чугунные, железные и из керамики. Для кладки печей щелевую и дырчатую керамику не применяют.  

 

Необходимые материалы для устройства печи

Кирпич — искусственный камень, получаемый из хорошо подобранной глины с последующим пластическим или полусухим прессованием, сушкой и обжигом. Он служит основным материалом для кладки печей. Кирпич глиняный, печной после сушки обжигается при температуре от 800 до 1000° С. В процессе обжига отдельные частицы глины плавятся и связывают всю массу кирпича в одно целое, придавая ему необходимую прочность. Печной кирпич имеет красный или розовый цвет. Не во всех местах печи температура в процессе обжига бывает не одинаковой. Если температура больше 1000° С, глина сильно плавится, в результате чего темнеет и частично покрывается стекловидной пленкой. Так получается пережженный кирпич, или железняк. Он очень прочный, плохо колется, но непригоден для печной кладки. Его применяют для устройства фундаментов под печи и здания. Если температура не превышает допустимых пределов, то выходит нормально обожженный красный кирпич. Кирпич изготовляют размером 250х120х65 мм, с некоторыми допусками, которые зависят от прессо­вания. Масса кирпича равняется 3,5-3,8 кг. Марка на сжатие — не менее 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75 кг/см2. Кирпич, которому в установленном порядке присвоен государственный знак качества, имеет марку не ниже 125. Кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда, с прямыми ребрами и углами, с чет­кими гранями и ровными лицевыми поверхностями, без сквозных трещин и т. д. Объемная масса обыкновенного кирпича — около 1500 кг/м3. В кубическом метре сплошной кладки укладывается около 380 кирпичей. Если кирпич при разборке печей не потерял свою форму и прочность, его можно употребить вторично, но с обязательной очисткой от раствора и сортировкой. В зависимости от состояния, его применяют для кладки фундаментов, труб, последние затем оштукатуривают.   Не разрешается применять для кладки печей и дымоходов силикатный, пустотелый и дырчатый кир­пич. В топках печей и первом дымовом канале, где температура очень высокая, особенно при сжигании каменного угля, печной (красный) кирпич заменяют на огнеупорный (шамотный). Применяют его для кладки топливников печей, в которых сжигают дрова, торф, уголь.   Глина (шамотная, красная обыкновенная) представляет собой остатки выветрившихся горных пород, состоящих из мельчайших частиц в виде чешуек. Обычно она встречается в виде грунта в сухом или слегка влажном состоянии с примесью песка, извести, слюды и т. д. В зависимости от количества примесей глина подразделяется на жирную, среднюю и тощую. В жирной глине содержится 2-3% песка, в средней — около 15%, а тощей — около 30%. Глина может впитывать большое количество воды, увеличиваясь при этом в объеме (разбухает), образуя тесто. При высыхании объем ее уменьшается, а на поверхности появляются трещины. При нагревании глины от 400 до 700° С она сначала начинает отдавать воду. После полной отдачи воды глина становится пористой, а затем постепенно плавится или спекается. При замерзании, влажная глина, начиная с 0° С, она вспучивается и увеличивается в объеме. Тесто из глины пластично, легко принимает и сохраняет приданную форму. Пластичность глины зависит от размера частиц глиняного вещества, примесей и других причин. Глину применяют в качестве связующего элемента раствора.  В состав раствора для кладки печей входят – глина, песок, вода, и добавки придающие цвету кладочного шва определённый оттенок. Глина шамотная (огнеупорная) имеет разные цветовые оттенки, что может повлиять на оттенок  шва.   Песок. Песок используют как заполнитель в глиняных растворах для кладки печей. Он должен быть чистым, не иметь примесей ила, извести, растительных остатков и других загрязняющих его веществ. Лучшим песком является горный с шероховатыми поверхностями. Речной песок менее пригоден, так как его зерна имеют округлую, гладкую форму и он меньше сцепляется с глиной. Чем жирнее глина, тем больше добавляется песка, и наоборот. Песок, добавляемый в растворы, должен быть мелким, с зернами величиной не более 1 мм, что дает возможность получить тонкие швы, тем самым повышая прочность кладки печей.   Вода.  Лучшей водой для кладки печей считается дождевая и речная. Желательно чтоб в воде не было примесей солей, кислот и щелочей. Жесткая вода в печном деле нежелательна.   Цементы — вяжущие вещества высокой прочности. Изготавливаются пять марок цемента с пределом прочности: 300, 400, 500, 550 и 600 кгс/см2. Из них приготовляют цементные растворы или их добавляют в глиняные и известковые растворы для придания прочности. Хранить цементы надо в сухих местах, лучше в полиэтиленовых, плотно завязанных мешках. От соприкосновения с воздухом цементы постепенно снижают свои качества. Цементные растворы в печном ремесле применяются только для кладки фундамента, первых рядов печи и внешней трубы.   Бетон — очень прочный искусственный материал. Для получения бетонной массы приготовляют сухую смесь правильным подбором цемента, мелких и крупных заполнителей, затем затворяют ее водой. Укладывают его в течение часа. Можно приготовить бетон разной прочности, но не выше марки применяемого цемента. Заданную прочность бетона подбирают специально в лабораториях и данные выдают на заводы или строительные объекты. Если бетоном залить стальную арматуру или стальную сетку, то получится железобетон. Железобетонный фундамент лучший для основания зданий и сооружений, печей и каминов.   Подсобные материалы   В печных работах применяют всевозможные вспомогательные или подсобные материалы: стальные балки, уголки, полосы, проволоку, гвозди, листовую кровельную сталь, войлок, асбест, асбестоцементные трубы, толь, рубероид, печные изразцы или кафель. Сталь. Сталь бывает разной формы и проч­ности. Сталь листовая — листы различной толщины. Бывает черный и оцинкованный. Идет на изготовление футляров для печей, предтопочных листов, водогрейных коробок и разной посуды. Из оцинкованной листовой стали можно сделать колпак для трубы.  Стальной проволокой закрепляют печные приборы и изразцы. Ее берут толщиной от 2 до 3 мм, она должна быть мягкой, для чего ее отжигают. Гвозди применяют для штырей и вязки проволочной кладки. Обычно их берут длиной от 100 до 150 мм, но могут быть и другие размеры. Фасонную или фигурную сталь применяют в основном для изготовления оснований под печи, под­держания кирпичной кладки и ее связки и т. д. Швеллерную и двутавровую сталь изготовляют под номерами, которые обозначают размер изделия по высоте. Угловая (уголковая) сталь. Ее размеры обозначают тремя цифрами в миллиметрах. Например, равнобокий уголок имеет полки высотой по 25 мм, толщиной 3 мм (25х25х3 мм). Применяется для перекрытий дымовых каналов… Теплоизоляционные материалы. Теплоизоляционные материалы применяют для уменьшения теплопроводности, то есть передачи тепла от нагретых частей печи к прилегающим сгораемым конструкциям. К этим материалам относится войлок, асбест, огнеупорная ткань, мин.вата… Их прокладывают между печью и конструкциями из дерева, фибролита, камышита. Войлок. Войлок строительный выпускают в виде полотнищ толщиной 5 мм из отходов грубой шерсти. Войлок плохо воспламеняется, не горит, а медленно тлеет, издавая своеобразный специфический запах, указывающий на то, что он где-то соприкасается с огнем. Перед применением войлок вымачивают в глиняном растворе, который предохраняет его от разведения моли и возгорания. Вымоченным в глиняном растворе войлоком изолируют всевозможные разделы у печей и труб, а также обертывают концы деревянных балок, проходящих вблизи дымовых каналов и разделов. Асбест — минеральный, несгораемый, теплоизоляционный материал, изготовляемый в виде листов или шнура. Он долговечен, имеет низкую теплопроводность. Применяют вместо войлока, особенно для прокладки между рамками печных приборов, дверками и печной кладкой. Добавление асбеста в портландцемент значительно повышает его прочность. Изразец или кафель — самый лучший материал для облицовки наружных поверхностей комнатных печей и кухонных очагов (плит). Изразец состоит из пластины, наружная сторона которой покрыта глазурью, румпы, образующей коробку, в стенках которой имеются два отверстия. В эти отверстия вставляют стальные штыри, служащие для скрепления проволокой изразцов друг с другом и закрепления их на поверхности печи путем закладки проволоки в толщу кладки. Толь и рубероид. Толь и рубероид — гидроизоляционные материалы. Изготовляют из картона, пропитанного каменноугольной смолой или нефтяными продуктами, и обсыпанного с двух сторон песком, слюдой или каменной мукой. В основном используют для гидроизоляции основания под печь, предохраняя фундамент от влаги.

Функциональные элементы печей

Топливник и дымообороты - основные части печи. Дымообороты - каналы, расположенные внутри массива печи, которые соединяются с топливником и дымовой трубой, предназначены для восприятия тепла от сгораемого топлива, тепло передаётся массиву печи. Сечение каналов подбирают такими, чтоб обеспечить нормальный выход отработавших газов. Каналы могут быть вертикальными и горизонтальными. Системы дымооборотов в печах бывают разными: канальными, бесканальными и смешанными, малооборотными и многооборотными. В бесканальной системе - дымовые каналы отсутствуют, а над топливником имеется камера в виде колпака. Система дымооборотов - обеспечивает использование теплоты образовавшихся в топливнике продуктов сгорания. Топливник - это камера, где создаётся оптимальные условия горения топлива. Топливники печей представляют собой кирпичную камеру, где на поде, снабжённом колосниковой решёткой, сгорает топливо. Воздух для поддержания горения поступает через поддувало (зольник) и проходит через колосниковую решётку. В зависимости от топлива различают топливники для дров, торфа и каменного угля.

Отопительные печи классифицируют по ряду признаков, из которых главными являются: схема движения газов, форма печи в плане, способ отвода дыма, толщина наружных стенок, основной материал, из которого сооружена печь. По схеме движения газов отопительные печи делят на печи с дымооборотами и колпаковые, или бесканальные. Печи с дымооборотами устроены так, что дымовые газы проходят через систему вертикальных и горизонтальных каналов, отдавая при этом им часть теплоты. Отопительные печи с дымооборотами часто называют голландскими. Это название перешло к ним от старинной голландской печи, имевшей глухой под и шесть последовательно соединенных вертикальных дымовых каналов. В основу конструкции колпаковых или бесканальных печей положен принцип свободного движения газов. Раскаленные газы из топливника устремляются в камеру (колпак), отдают теплоту ее стенкам и, несколько охладившись, опускаются вниз, где на их пути встречается проход в другую камеру или дымовую трубу. По форме в плане печи бывают прямоугольные, квадратные, круглые и треугольные. По способу отвода дыма различают печи с дымоходом, проложенным в стене, и печи с коренными и насадными трубами. Печи с толщиной стенок 12 см и больше называются толстостенными, при толщине стенок 7 см и меньше — тонкостенными. По основному материалу печи подразделяются на кирпичные, из бетонных блоков, из керамических блоков и металлические.

Дымовая труба - неотъемлемая часть каждого очага  Назначение её - отвод из печи наружу дымовых газов, образующих при сгорании топлива в топливнике и одновременно содействие подсосу воздуха в для горения. Чтобы заставить дымовые газы пройти из топливника через дымообороты печи до дымовой трубы, преодолев все встречающиеся на пути сопротивления, необходимо затратить некоторое усилие, больше чем сопротивление, которое испытывают дымовые газы при движении. Эту силу называют силой тяги. Сила тяги тем выше, чем больше разность температур между дымовыми газами в трубе и наружным воздухом и чем выше труба.

 Фундаменты под печи закладывают из красного кирпича, бетона или железобетона на глубину от 0,5 до 1 м в зависимости от состава грунта и массы печи вместе с трубой. Котлован для фундамента отрывают в грунте по всему периметру основания печи (камина). Верхнюю поверхность фундамента выравнивают строго горизонтально и укладывают гидроизоляцию из рубероида или гидроизола. Фундамент печи нежелательно перевязывать с фундаментом дома, так как они имеют разную осадку. Печи массой до 1000 кг можно устанавливать без фундамента, усилив и термоизолировав пол или перекрытие.

При сооружении основания под печь необходимо соблюдать следующие условия:

• Теплоёмкие печи массой более 1000 кг должны иметь специальное основание, обеспечивающее их прочность;

• Теплоёмкие печи массой 1000-850 кг и меньше допускается устанавливать непосредственно на полу с предварительной проверкой его прочности;

•  Металлические печи устанавливаются на полу с устройством соответствующей изоляции (асбест или огнеупорная ткань).

• На деревянном полу перед топочной дверкой желательно прибить металлический лист, закрывающий участок пола и плинтуса у стенки печи под топочной дверкой.

• Если печь дымит, прежде всего осмотрите ее, нет ли трещин и других видимых неисправностей и устраните их.

• Когда дым идет из задвижки, топочной и вьюшечной дверок в любую погоду, причины могут быть такими:

• 1. Мал диаметр трубы, что особенно часто бывает при установке асбоцементных труб - увеличить диаметр трубы.

• 2. Труба заросла сажей — нужна чистка.

• 3. Упали с верха трубы кирпичи и закрыли выход газам и дыму.

• 4. Труба ниже конька крыши - увеличить высоту трубы.

• 5. Неисправные или прогоревшие печные приборы, например: духовка, варочная плита и т.д.

• 6. Печь и газоходы отсырели - просушить печь.

• 7. Большая протяжённость дымовых оборотов.

• Дымление печи или кухонной плиты при растопке - это явление часто наблюдается в переходное и теплое время года. Причины его — застоявшийся в дымоходах и в дымовой трубе холодный воздух, препятствующий проходу дымовых газов. Необходимо восстановить тягу, сжигая в чистках печи легковоспламеняющиеся материалы: бумагу, стружку, солому.

• Сила тяги зависит от направления ветра.  Ветер может усиливать тягу в дымовой трубе или, наоборот, ослаблять ее. В первом случае ветер направлен горизонтально или вверх. Во втором случае ветер дует с некоторым наклоном сверху вниз. В этом случае ветер, врываясь в открытое устье трубы, тормозит выход дымовых газов наружу.

• Для устранения задувания трубы необходимо над ее оголовком установить зонт. Зонт может оказаться эффективным, если работе дымовой трубы не мешают соседние более высокие здания. В последнем случае тяга в печи может быть восстановлена при условии наращивания трубы с таким, расчётом, чтобы ее оголовок был выведен из зоны ветрового подпора.